٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

32
اﶈﺎﴐة1 ﻛـ٣٥٣ ١ | Page ﺪرﺳﺎﳌﻘﺮر.م.ٔ ﻗﺮ ﻋﺒﺪ اﻟﻮﻫﺎب ا. د ﳌﯿﺎ ﻛﻴﻤﻴﺎء ﺍﻟﻨﻔﻂ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ: ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﻛﻠﻤﺔ ﻻﺗﻴﻨﻴﺔ ﻗﺪﻳﻤﺔ ﻣﻌﻨﺎﻫﺎ ﺯﻳﺖ ﺍﻟﺼﺨﺮ ﻷﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺴﺎﺋﻞ ﻳﻨﺒﻊ ﻣﻦ ﺑﻴﻦ ﺍﻟﺼﺨﻮﺭ. ﻭﺗﺸﻴﺮ ﻛﻠﻤﺔ" ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﺍﻟﺨﺎﻡ" ﺃﻭ ﺯﻳﺖ ﺍﻟﻨﻔﻂ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻐ ﺎﺯﺍﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟﺪً ﻁﺒﻴﻌﻴﺎ ﻓﻲ ﺣﻘﻮﻝ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﻭﺍﻟﻰ ﺍﻟﺴﻮﺍﺋﻞ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺴﺘﺨﺮﺝ ﻣﻦ ﺁﺑﺎﺭ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﻭﻛﺬﻟﻚ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟﺪ ﺫﺍﺋﺒﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺴﺎﺋﻞ ﺍﻟﻤﺬﻛﻮﺭ. ﻭﻳﺘﻜﻮﻥ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝً ﺃﺳﺎﺳﺎ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﺤﻮﻡ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻨﻴﺔ ﻭﻟﻜﻨﻪ ﻳﺤﺘﻮﻱً ﺃﻳﻀﺎ ﻋﻠﻰ ﻛﻤﻴﺎﺕ ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ ﻣﻦ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ ﺗﺤﺘﻮﻱ ﻓﻲ ﺗﺮﻛﻴﺒﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻭﺍﻟﻨﺘﺮﻭﺟﻴﻦ ﻭﺍﻟﻜﺒﺮﻳﺖ. ﻭﻳﺨﺘﻠﻒ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﻓﻲ ﺍﻟﺸﻜﻞ ﻭﺍﻟﺘﺮﻛﻴﺐً ﺗﺒﻌﺎ ﻟﻠﻤﻨﻄﻘﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺴﺘﺨﺮﺝ ﻣﻨﻬﺎ. ﻓﻘﺪ ﻳﻜﻮﻥ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻦ ﺳﺎﺋﻞ ﻋﺪﻳﻢ ﺍﻟﻠﻮﻥ، ﺳﻬﻞ ﺍﻟﺘﻄﺎﻳﺮ ﺃﻭ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺷﺒﻪ ﺟﻼﺗﻴﻨﻴﺔ ﺃﻭ ﻓﻲ ﺷﻜﻞ ﺻﺨﺮ ﺍﻻﺳﻔﻠﺖ ﺃﻭ ﻗﺪ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﺰﻳﺖ ﺍﻟﺨﺎﻡ ﺃﺻﻔﺮ ﺃﻭ ﺃﺣﻤﺮ ﺃﻭ ﺑﻨﻲ ﺃﻭ ﺃﺳﻮﺩ ﻭﻟﻜﻦ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻐﺎﻟﺐ ﻳﻜﻮﻥ ﻟﻮﻧﻪ ﺃﺧﻀﺮ ﻣﺤﻤﺮ ﺃﻭ ﺃﺳﻮﺩً ﻣﺎﺋﻼ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺨﻀﺮﺓ. ﻭﻣﻦ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻑ ﺃﻥ ﺍﻟﻔﺤﻮﻡ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻨﻴﺔ ﻣﻘﺒﻮﻟﺔ ﺍﻟ ﺮﺍ ﺋﺤﺔ. ﻭﻟﺬﺍ ﺗﻌﺰﻯ ﻟﺮﺍﺋﺤﺔ ﺍﻟﻜﺮﻳﻬﺔ ﺍﻟﻤﻠﺤﻮﻅﺔ ﻓﻲ ﺑﻌﺾ ﺍﻟﺰﻳﻮﺕ ﺍﻟﺨﺎﻡ ﺇﻟﻰ ﻭﺟﻮﺩ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ ﻛﺒﺮﻳﺘﻴﺔ ﺑﻬﺎ. ﺍﺻﻞ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ : ﻳﻌﺘﻘﺪ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎء ﺍﻥ ﺍﻟﻨﻔﻂ ﺍﻟﺬﻱ ﻧﺴﺘﻌﻤﻠﻪ ﺍﻟﻴﻮﻡ ﻗﺪ ﺗﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﻣﻼﻳﻴﻦ ﺍﻟﺴﻨﻴﻦ ﻭ ﻟﻜﻦ ﻻ ﺍﺣﺪ ﻳﻌﻠﻢ ﺗﻤﺎ ﻣﺎ ﻛﻴﻒ ﺗﻜﻮﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺒﺘﺮﻭﻝ ﻭﻣﺎ ﻫﻮ ﺍﺻﻠﻪ ، ﻭﻣﻦ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻑ ﺍﻧﻪ ﻳﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﻗﻴﻌﺎﻥ ﺍﻟﺒﺤﺎﺭ ﻭ ﺍﻟﻤﺤﻴﻄﺎﺕ ﻭ ﻳﺴﺘ ﻘﺮ ﺍﻟﻜﺜﺮ ﻣﻨﻪ ﺍﻻﻥ ﺑﻌﻴﺪﺍ ﻋﻦ ﺳﻄﺢ ﺍﻻﺭ ﺽ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﻨﺎﻁﻖ ﺍﻟﺒﺮﻳﺔ ، ﻭ ﻫﻨﺎﻟﻚ ﻧﻈﺮﻳﺘﺎﻥ ﻣﻬﻤﺘ ﺎﻥ ﺗﻔﺴﺮﺍﻥ ﺍﺻﻞ ﺍﻟ ﺒﺘﺮﻭﻝ ﻭﻫﺎﺗﺎﻥ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺘﺎﻥ ﻫﻤﺎ :ً ﺃﻭﻻ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺍﻟﻤﻌﺪﻧﻴﺔ ﻭﺿﻌﺖ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﻣﻦ ﻗﺒﻞ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ ﻣﻨﺪﻟ ﺣﻴﺚ ﺗﺸﻴﺮ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﺍﻟﻰ ﺍﻥ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﻛﺎﺭﺑﻮﻧﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﻣﻨﻬﺎ ﺍﻟﺨﻠﻴﻂ ﺍﻟﻨﻔﻄﻲ ﺗﺘﻜﻮﻥ ﻓﻲ ﺑﺎﻁﻦ ﺍﻻﺭ ﺽ ﺑﻔﻌﻞ ﺑﺨﺎﺭ ﺍﻟﻤﺎء ﺍﻟ ﺴﺎﺧﻦ ﻋﻠﻰ ﻛﺎﺭﺑﻴﺪﺍﺕ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻥ ، ﻳﺴﺎﻋﺪ ﻓﻲ ﺫﻟﻚ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺑﺎﻁﻦ ﺍﻻﺭ ﺽ ﻭ ﻋﻮﺍﻣﻞ ﻣﺴﺎﻋﺪﺓ ﺍﺧﺮﻯ . ﻭﻗﺪ ﺃﻳﺪ ﺑﻌﺾ ﺍ ﻟﻌﻠﻤﺎء ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﻈﺮﻳﺔ ﻧﺘﻴﺠﺔ ﺍﻣﻜﺎﻧﻴﺔ ﺍﻧﺘﺎﺝ ﻏﺎﺯ ﺍﻟﻤﻴﺜﺎﻥ ﻭﻫﻮ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻜﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﻐﺎﺯﻳﺔ ﺍﻻﺳﺎﺳﻴﺔ ﻟﻠﺒﺘﺮﻭﻝ ﻣﻦ ﺗﻔﺎﻋ ﻛﺎﺭﺑﻴﺪ ﺍﻻﻟﻤﻨﻴﻮﻡ ﻣﻊ ﺍﻟﻤﺎء. 4 + 3CH 3 (OH) l O 4A 2 + 12 H 3 C 4 l A

Transcript of ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

Page 1: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 1المحاضرة

١ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

لمیا�د.�قر عبد الوهاب ا�.م.

كيمياء النفط

تعريف البترول:

كلمة وتشير .الصخور بين من ينبع السائل هذا لأن الصخر زيت معناها قديمة لاتينية كلمة البترول

توجد التيازات الغ إلى النفط زيت أو "الخام البترول" التي السوائل والى البترول حقول في طبيعيا

البترول ويتكون .المذكور السائل في ذائبة توجد التي الصلبة المواد وكذلك البترول آبار من تستخرج

يحتوي ولكنه الهيدروجينية الفحوم من أساسا تركيبها في تحتوي مركبات من مختلفة كميات على أيضا

والتركيب الشكل في البترول ويختلف .والكبريت والنتروجين الأوكسجين على يستخرج التي للمنطقة تبعا

صخر شكل في أو جلاتينية شبه حالة في أو التطاير سهل اللون، عديم سائل عن عبارة يكون فقد .منها

أخضر لونه يكون الغالب على ولكن أسود أو بني أو أحمر أو أصفر الخام الزيت يكون قد أو الاسفلت

تعزى ولذا .ئحةراال مقبولة الهيدروجينية الفحوم أن المعروف ومن .الخضرة إلى مائلا أسود أو محمر

.بها كبريتية مركبات وجود إلى الخام الزيوت بعض في الملحوظة الكريهة لرائحةا

اصل البترول :

ما كيف يعلم تما يعتقد العلماء ان النفط الذي نستعمله اليوم قد تكون من ملايين السنين و لكن لا احد

قر الكثرتكون هذا البترول وما هو اصله ، ومن المعروف انه يوجد في قيعان البحار و المحيطات و يست

ض في المناطق البرية ، و هنالك نظريتان مهمت بترول ان تفسران اصل المنه الان بعيدا عن سطح الار

وهاتان النظريتان هما :

النظرية المعدنية – أولا

حيث تشير هذه النظرية الى ان المركبات ف يوضعت هذه النظرية من قبل العالم مندل

ض بفعل بخار الماء ال ساخن علىالهيدروكاربونية التي يتكون منها الخليط النفطي تتكون في باطن الار

ض و عوامل مساعدة اخرى . وقد أيد بعض اكاربيدات لعلماء المعادن ، يساعد في ذلك حرارة باطن الار

ل من تفاع هذه النظرية نتيجة امكانية انتاج غاز الميثان وهو من المكونات الغازية الاساسية للبترول

.كاربيد الالمنيوم مع الماء

4+ 3CH 3(OH)lO 4A2+ 12 H 3C4lA

Page 2: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 1المحاضرة

٢ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

لمیا�د.�قر عبد الوهاب ا�.م.

الفلزات الا ان هذه النظرية عارضها الكثير من العلماء وذلك بسبب عدم اكتشاف آثار لكاربيدات

ين و في مناطق استخراج النفط بالاضافة الى ان هذه النظرية لم تفسر كيفية تكوين كل من النتروج

الكبريت و الاوكسجين ضمن التركيب العام للبترول .

العضويةثانيا : النظرية

وين ، تفسر هذه النظرية تكوهي النظرية المعتمدة حاليا كتفسير علمي لاصل تكوين البترول

لبقايا ثل هذه االبترول من النباتات الميتة ومن اجسام كائنات دقيقة لا حصر لها وتضمنت هذه النظرية ان م

ن الصخور مترسبت فوقها المزيد ذات الاصل الحيواني او النباتي قد ترسبت فس قيعان البحار القديمة و

مة قد ات القديالمحتوية على المواد العضوية نفسها التي تحملها الانهار التي تصب في الابحار ولان الطبق

لضغط ادفنت تحت اعماق بعيدة فقد تحللت المواد العضوية بفعل الوزن و الضغط القائم فوقها وهذا

يميائي مثيل الكة و الضغط بالاضافة الى النشاط الاشعاعي و التالهائل يولد ايضا حرارة . و بفعل الحرار

ة الى و البكتيري تحولت المواد العضوية الى مكونات الهيدروجين و الكربون التي تتحول في النهاي

البترول .

أهم أصناف المركبات الموجودة في النفط الخام ما يأتي :

Paraffinic hydrocarbons الهيدروكربونات البارافينية -1

قد تكون سلاسلها خطية او متفرعة و قد تكون هذه المركبات 2n+2HnCلهذه المركبات صيغة عامة

زيئي . غازية او سائلة او صلبة ( مواد شمعية ) وذلك اعتمادا على التركيب الكيمياوي و الوزن الج

Naphthene hydrocarbonsالهيدروكربونات النفثينية -2

ألف من وهي عبارة عن هيدروكربونات مشبعة لها تراكيب حلقية تت n2HnCلهذه المركبات الصيغة العامة

خمس الى سبع ذرات كربون .

Aromtic hydrocarbonsالهيدروكربونات الاروماتية -3

ولهذه المركبات تراكيب سداسية الحلقة . n2HnC-6لهذه المركبات الصيغ العامة

Multi cyclic hydrocarbonsلمتعددة الحلقات الهيدروكربونات ا -4

وتكون هذه المركبات بهيئة نفثينات او مركبات اروماتية متعددة الحلقات .

Page 3: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 1المحاضرة

٣ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

لمیا�د.�قر عبد الوهاب ا�.م.

Olefinic hydrocarbonsالمركبات الاوليفينة -5

ويقع ضمن هذا الصنف المركبات الأحادية الآصرة المزدوجة n2HnCلهذه المركبات الصيغة العامة

و المركبات ثنائية الآصرة المزدوجة ، ونظرا لفعالية هذا الصنف من المركبات فأنها توجد في البترول

Thermalبتراكيز قليلة نسبيا غير انه يمكن تكوين كميات كبيرة منها بوساطة عمليات الحل الحراري

cracking .

Sulfur compoundsت الكبريت مركبا -6

ت % من المركبا ٦يوجد الكبريت في النفط الخام بشكل حر او بشكل متحد و بنسب قد تصل الى

وريتيدات المألوفة للكبريت في البترول هي كبريتيد الهيدروجين و الثايوفينات و المركبتانات و الكب

مرغوب % بالنفوط الواطئة الكبريت وهذا النوع ٠٫٥غيرها ، و تصنف النفوط التي تحتوي على اقل من

ركبات مفيه جدا ونظرا لكون مركبات الكبريت ثقيلة نسبيا فتعرف النفوط الحاوية على نسب عالية من

الكبريت بالنفوط الثقيلة .

Oxygen compoundsالمركبات الاوكسجينية -7

راتنجات ل الكحولات و الفينولات و اليوجد الأوكسجين في البترول بشكل متحد على هيئة مركبات مث

% ٢ي و الحوامض العضوية و توجد نسبة اعلى من هذه المركبات في النفوط الثقيلة قد تصل الى حوال

وزنا .

Nitrogen compoundsالمركبات النتروجينية -8

ينولات لكو% وزنا و تشمل على البيريدينات و ا ٠٫١و تبلغ نسب هذه المركبات في البترول اقل من

و الاندولات و البايرولات و غيرها .

inorganic compoundsالمركبات اللاعضوية -9

ط و عندماو يشمل هذا الصنف على الأملاح مثل ملح الطعام ، حيث يوجد تقريبا في كافة أنواع النفو

وو الرمل % وزنا يجب إزالتها كما هو الحال مع مركبات الكبريت و الطين ٠٫٧تزيد نسبتها عن

المركبات الأخرى .

Page 4: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 1المحاضرة

٤ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

لمیا�د.�قر عبد الوهاب ا�.م.

مركبات أخرى : -10

صر و يحتوي البترول الخام على كافة العناصر الموجودة في ماء البحر ولعل من اكثر العنا

وغيرها . و الزرنيخ م الفناديوم و النيكل و اليورانيو المالوف تواجدها فيه هي

بترول : ـتصنيف ال

ويحوي هذا Paraffin base Oil النفط البرافينييصنف البترول الى صنفين رئيسين هما

كون الخام ي الصنف على الهيدروكربونات البرافينية في كافة اجزائه المقطرة ( الكازولين المقطر من هذا

ثينيالنفالاساس بارافيني التركيب ذا خصائص غير مرغوب بها ) ، و الصنف الثاني فهو البترول ذو

Naphthene base Oil ة قد و الذي يتكون عادة من النفثات والتي هي عبارة عن مركبات حلقية مشبع

مواد ها من البيكون لها سلاسل جانبية نفثينية او بارافينية ، وهذا الصنف يحتوي عادة على كميات لا باس

الاسفلتية السوداء الهشة غير القابلة للانصهار .

وعلى النحو الاتي : Baseالنفط الخام من قبل المصافي نسبة الى أساسه و يصنف

ى تحتوي عل النفط الخام ذات الأساس البرافيني : يكون عادة غنيا بالمواد الشمعية وزيوت التشحيم و -1

جين قليلةكميات قليلة من النفثينات و الإسفلت وتكون نسبة مركبات الاوكسجين و الكبريت و النترو

جدا .

ية و زيوتقيرية و الاسفلتالنفط الخام ذات الأساس الإسفلتي : تعطي هذه نسبة عالية من المواج ال -2

التشحيم .

لخاصة االنفط الخام ذات الاساس المختلط : لهذا النوع من البترول خصائص و مواصفات تتوسط تلك -3

بالنفط البرافيني و النفط الاسفلتي الاساس .

بات النفط الخام ذات الاساس الاروماتي : يحتوي هذا النوع على كميات كبيرة نسبيا من المرك -4

. ت التشحيموماتية ذات الاوزان الجزيئية الواطئة و النفثينات و كميات قليلة من الاسفلت وزيوالار

: ( النفط الخام ) تركيب البترول

ي، وهالتقطير التجزيئي أثناء عمليات التصفية ، يتم فصل الكيماويات المكونة للنفط عن طريق

النسبية (أو قابلية التطاير النسبية) للمواد المختلفة الناتجة عن تقطير نقط الغليانعملية فصل تعتمد على

، الإيثان ، الميثان: النفط. وتنتج المنتجات المختلفة بترتيب نقطة غليانها بما فيها الغازت الخفيفة ، مثل

، وهذه بدورها تتكون من مركبات عضوية تحتوي الهيدروكربونات ويتكون النفط من

، والأكسجين والكبريت النيتروجين وبعض الأجزاء غير الكربونية مثل .والكربون الهيدروجين على

Page 5: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 1المحاضرة

٥ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

لمیا�د.�قر عبد الوهاب ا�.م.

من %١، ومثل هذه العناصر لا تتعدى النيكل أو الفاناديوم من الفلزات مثل وبعض الكميات الضئيلة

.تركيب النفط

وهم جميعا 10H4C .وتانيب ، 8H3Cبروبان ، 6H2Cإيثان ، 4CHميثان: هم ألكانات وأخف أربعة

نقية. ويتم نافثا ، ، وتتطاير بسهولة كلها خفيفة 5C-7 منتجات السلاسل الكربونية .غازات

خرى. أما السلاسل وسوائل التنظيف الجاف ومنتجات تستخدم في التجفيف السريع الأ كمذيبات استخدامهم

الجازولين). )البنزين فهي تكون مختلطة بعضها البعض وتكون 26H12C إلى 14H6C الأكثر تعقيدا من

من وزيت المواقد في المدى ديزل ثم وقود 15C إلى 10C من السلاسل الكربونية الكيروسين ويتم صنع

10C20 إلىC وجميع هذه المركبات السفن محركات الأثقل من ذلك فهي تستخدم في زيوت الوقود أما

.الغرفة درجة حرارة في سائلة النفطية

السلاسل الأعلى من 20C إلى 16C تتراوح من ازلينلفزيوت التشحيم والشحم شبه الصلب وا

20Cوتتواجد هذه المواد الأسفلت ، القار ، القطران ، ثم بعد ذلك البرافين ، بداية من شمع تكون صلبة ،

.الثقيلة في قاع برج التقطير

تأثير الضغط يعطي التسلسل التالي مكونات النفط الناتجة بحسب تسلسل درجة غليانها تحت

:المئوية الجوي في التقطير التجزيئي بالدرجة

كمذيب يستخدم : °C 70 – 40 إثير بترول •

للسيارات يستخدم كوقود C° – 100 60: خفيف بنزين •

يستخدم كوقود للسيارات C°- 150 100: ثقيل بنزين •

يستخدم كمذيب ووقود C° – 150 120: خفيف كيروسين •

للمنازل

للمحركات النفاثة يستخدم كوقود °C 300 – 150 : كيروسين •

وللتسخين / كوقود ديزل يستخدم °C 350 – 250 : ديزل •

زيت محركات يستخدم ˂ °C 300 :زيت تشحيم •

. ، وقود متبقي شمع ، أسفلت ، ارق :الباقية ثقيلةالأجزاء ال •

Page 6: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 2المحاضرة

١ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

كيمياء النفط

تقييم النفط و مشتقاته :

ك تبع�ا ل�ذل بسبب اختلاف مكونات البترول في التركيب الكيمياوي ولكونه مزيجا من مركب�ات مختلف�ة فتتغي�ر ال ، درج�ةخواصه الفيزياوية كاللون و الوزن النوعي و اللزوجة و غيرها و خواصه الاحتراقية ( درجة الاش�تع

م��ع لفحوص��ات تقييمي��ة مهم��ة ج��دا للتعام��لال��وميض و غيره��ا ) ، و نس��ب مكونات��ه ل��ذلك يخض��ع البت��رول الخ��ام عمالها لواج�ب اس�تاالبترول و مشتقاته اثناء عمليات التصفية او النقل او الخزن و في تحدي�د العلملي�ات الكيمياوي�ة

. مع البترول الخام لتحويله الى مشتقات مفيدة للأستخدامات المناطة بها

اهم الخصائص الواجب تعيينها و تقييمها للبترول الخام و مشتقاته هي :

specific gravityاولا : الوزن النوعي

ة تغيير درج�هو نسبة وزن حجم معين من المادة الى وزن نفس الحجم من الماء و نظرا لتغير حجم السوائل ب وه�ي المراد قياس وزنه النوعي عند ظ�روف قياس�ية الحرارة و الضغط عليه يقاس وزن حجم معين من البترول

لن�وعي مقياسا خاصا به للتعبير عن ال�وزن ا APIو ضغط جوي واحد و يستخدم معهد البترول الامريكي oم ١٦واح�دا ق�ي الب�الغو قد شاع استعمال هذا المقياس في العالم لسهولة التعامل به حيث يقاب�ل ال�وزن الن�وعي للم�اء الن

) . API( كلما قل الوزن النوعي زادت قيمة APIحسب مقياس ١٠قياس ب حسب هذا الم

APIاد قيم�ة لقد وجد بشكل عام ان ال�وزن الن�وعي لل�نفط الخ�ام يق�ل بازدي�اد عم�ق اب�ار البت�رول اي ان�ه ت�زد و يرجع بالرغم من وجود بعض الاستثناءات كما هو الحال الى حقل بركان في الكويت و حقل باكوفي في روسيا

على رول يعتمدالسبب في ذلك الى زيادة حجم الغاز المذاب فيه بازدياد الضغط . ومن الجدير بالذكر ان سعر البتن سب اعلى م�ننفوط الثقيلة لان الاولى تحتوي على الوزن النوعي حيث تتميز النفوط الخفيفة باسعار اعلى من ال

اتحة لوان الفالمشتقات البترولية المطلوبة في الاسواق مث الهيدروكربونات ومن ناحية اخرى فان النفوط ذات الاة فتتس��م حي�ث تك��ون النف��وط المتوس�طة خض��راء الل��ون ام�ا الثقيل�� APIاو العديم�ة الل��ون تمت��از ب�درجات اعل��ى ل��ـ

لاغمق كاللون الاسود . بالالوان ا

زن ياس�ات ال�وقيتم قياس الوزن النوعي اما بواسطة قناني الكثافة او بواسطة الهيدرومترات ، ويمكن تحوي�ل بدلالة العلاقة التالية : APIالنوعي الى الى وحدات

API = ( ���.�

���� � ���� �� �� � ) – 131.5

viscosity ثانيا : اللزوجة

Page 7: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 2المحاضرة

٢ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

ن�د عب�وب ش�عري تعرف لزوجة السائل بانها المقاومة التي تبديها طبقات السائل لغيرها اثناء مرورها عب�ر ان يه فالمذابة حرارة و ضغط معينين و تعتمد لزوجة البترول الخام اعتمادا كبيرا على محتوى البترول من الغازات

لحرارة تقل لزوجته . و درجة حرارته فبازدياد كل من المحتوى الغازي و درجة ا

م�ن ان درجة حرارة الطبقات الارضية تتفاوت حسب عمقها عن س�طح الارض و مع�دل ه�ذا التب�اين يختل�ف رج��ة دمت��ر و نظ��را لتغي��ر اللزوج��ة م��ع ٣٠لك��ل ٦موق�ع ال��ى اخ��ر و لك��ن بش��كل ع��ام يك��ون ه��ذا التغيي��ر بمق��دار

البئ�ر. الصخرية تحت سطح الارض تزداد كلما زاد عمق الحرارة فانه يعني ان لزوجة البترول في المستودعاتنفط ج�ود ف�ي ال�و من ناحية اخرى ان ازدياد عمق الابار النفطية يرافقه ازدياد في الضغط المسلط على الغاز المو

م ال�نفط الموجود في المستودعات الصخرية ، اي اخ�تلاف بكمي�ة الغ�از الم�ذاب ف�ي البت�رول ويق�ل تبع�ا ل�ذلك حج�ثافت�ه و كنسبة الى حجمه في المكمن الارض�ي و بفق�دان نس�بة م�ن الغ�ازات الذائب�ة في�ه ت�زداد ك�ل م�ن المستخرج لزوجته .

Falsh point ثالثا : درجة الوميض

ن تمث��ل اوط��أ درج��ة يحت��رق عن��دها بخ��ار المش��تق النفط��ي عن��د تعرض��ه ال��ى له��ب ، تمث��ل ه��ذه الخاص��ية م�� لنفطي�ة انسب الظروف من حيث السلامة لخزن و نقل و اس�تخدام المش�تقات ا الخصائص المهمة من ناحية اختيار

المختلفة و تستخدم عدة انواع من اجهزة قياس و تصنف حسب تطايرية المشتق النفطي المراد فحصه .

بدرجة و يستخدم مع بعض المشتقات النفطية عدا الزيوت الوقودية فحص اخر مشابه لدرجة الوميض يعرف ع الهواء موالتي تمثل اوطأ درجة حرارية يتبخر عندها المشتق النفطي ليتجمع فوق سطح السائل كمزيج يقالحر

ق��ابلا للاش��تعال بش��كل مس��تمر عن��د اش��عاله بمص��در خ��ارجي . و يس��تخدم فح��ص اخ��ر مش��ابه خ��اص بفح��ص ن م��ة المتط��ايرة و الت��ي تمث��ل اوط��أ درج��ة حراري��ة تس��تمر عن��دها الابخ��ر بدرجFFة الاحتFFراقالكيروس��ين يع��رف

طح س�المشتق النفطي و الموجودة في وعاء مفتوح بالاحتراق عن�د اش�عالها بمص�در للن�ار ف�ي موض�ع قري�ب م�ن السائل .

Volatillityرابعا : التطايرية

غط ، اي الض يقصد بتطايرية الوقود قابليته على التبخر و يعتمد مدى التبخر لاي سائل على ضغطه البخاري لج�وي . الذي تولده جزيئات بخار السائل المتطايرة و الموجودة فوق سطح الس�ائل ف�ي ح�ال ت�وازن م�ع الض�غط ا

خ�اره م�ع ئل بالغلي�ان عن�دما يتس�اوى ض�غط بيزداد الضغط البخاري عادة بارتفاع درجة الحرارة حي�ث يب�دأ الس�امتكون�ة الضغط الجوي و يعبر عن الضغط البخاري لاي سائل بدلال�ة درج�ة غليان�ه و لك�ون المش�تقات البترولي�ة

05ند درج�ة عمن مزيج مزيج من الهيدروكربونات لكل منها درجة غليان محددة به مثلا يبدا الكازولين بالغليان oم .oم ٢٠٠اربونات الخفيفة وينتهي غليان آخر الاجزاء عند درجة بالهيدروك مبتدئا

ومن الجدير بالذكر ان خاصية التطايرية هي المسؤولة عن تبخر وفقدان نسب من الوق�ود أو المش�تقات البترولي�ة ات المخزونة في خزانات الوقود المفتوحة او ذات السقوف الطافية لذلك لابد من دراسة هذه الخاصية لجميع مشتق

البترول بغية تهيئة الظروف الملائمة لخزنها لجعل نسبة التطاير أقل مايمكن.

Page 8: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 2المحاضرة

٣ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

خامسا : درجة الانيلين

لفح�ص ااوطأ درجة ح�رارة يمت�زج عن�دها حجم�ان متس�اويان م�ن المش�تق النفط�ي و الانيل�ين و يس�تخدم ه�ذا ام�ة ف�ي لمعرفة المحتوى الاروم�اتي ف�ي المش�تق النفط�ي كالكيروس�ين و الزي�وت و يس�تفاد م�ن ه�ذه الخاص�ية اله

زي�ادة والاروم�اتي للمش�تق النفط�ي حساب حرارة الاحت�راق للوق�ود . ت�زداد درج�ة الانيل�ين بانخف�اض المحت�وى المحتوى البرافيني .

روم�اتي تستخدم درجة حرارة الانيل�ين ف�ي تعي�ين خاص�ية اخ�رى مهم�ة للتعبي�ر ع�ن المحت�وى الب�ارفيني و الا درج�ة وال�ذي ي�ربط العلاق�ة ب�ين درج�ة ح�رارة الانيل�ين بمعامFل الFديزللبعض مشتقات الوقود و ه�ذا م�ا يع�رف

APIالجاذبية

API* درجة الجاذبية oFدرجة الانيلين

) = Diesel Indexمعامل الديزل (

100

خصـــائص مــــتنوعـة :

وتوجد خصائص اخرى عديدة ومتنوعة و البعض منها متخصص�ة ل�بعض المش�تقات البترولي�ة دون غيره�ا توج��د ط��رق قياس��ية لقي��اس اي م��ن ه��ذه الخ��واص و الاس��تفادة م��ن نتائجه��ا لاغ��راض خ��زن و نق��ل و اس��تخدام

المشتقات النفطية المختلفة ومن اهم هذه الخواص ما يأتي :

Ash Contentمحتوى الرماد -1ما و ة حرقا تايقصد بالمحتوى الرمادي المخلفات غير المتطايرة الناتجة من عملية حرق المشتقات النفطي

فح�ص اهمي�ةيعبر عن هذا المحتوى عادة بالنسب الوزنية المختلف�ة م�ن الم�ادة الاص�لية بع�د الح�رق و له�ذا ال . ASTM 482و تقاس حسب قياس خاصة لوقود الديزل و زيت الوقود و زيوت التشحيم

Bleedingالتدامي -2

من هيئة مزيجبيقصد بهذه الخاصية قابلية انفصال المكونات السائلة عن الصلبة للمشتق النفطي الموجود لصلبة. بترولية االمواد الصلبة و السائلة او المواد شبه الصلبة كما هو الحال مع زيوت التشحيم او الشحوم ال

Burning Qualityات الاحتراق مواصف -3

ج�ة حراري�ةو تشمل هذه العديد من الخصائص الاحتراقية للوقود مثل درجة الاحتراق و الت�ي تمث�ل اوط�أ در ر الها بمص�دتستمر عندها الابخرة المتطايرة من المشتق النفطي و الموجودة في وعاء مفتوح بالاحتراق عند اشع

ودة لسائل و يعب�ر ع�ن ص�لاحية الوق�ود للاحت�راق بدلال�ة م�ا يع�رف بمعام�ل ج�للنار في موضع قريب من سطح ا الاحتراق .

Page 9: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 2المحاضرة

٤ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

Cetane Index and Cetane Numberالعدد السيتاني و معامل السيتان -4لنس�بة ا الع�دد االعدد السيتاني مصطلح يستخدم للتعبير عن الجودة الاحتراقية لوقود الديزل حيث يمث�ل ه�ذ

مثيل نفثالين في وقود قياسي لتعطي الكفاءة الاش�تعالية –التي يجب مزجها مع الفا 34H16Cان الحجمية للسيت ة الفحـ�ـصنفســـها للوقــود قيد الفــحص حيث يتم قـي�ـاس ه�ذا العـ�ـدد عن�د ظ�ـروف قياس�ية و جس�ب طريقـ�ـ

ASTM D613 يتان، ام��اFFل السFFفيقص��د ب��ه المعام��ل الحس��ابي ال��ذي بواس��طته يمك��ن حس��اب الع��دد معام و نقطة منتصف التقطير . APIالسيتاني من خصائص اخرى وهي درجة الجاذبية

Cloud pointدرجة التغييم -5وهي الدرجة الحرارية التي تتبلور عندها المشتقات الشمعية و المكونات الصلبة للنفط الخام و مش�تقاته و

ASTMتنفصل عن المكون�ات الس�ائلةعند تبري�د المش�تق بش�كل مف�اجئ وي�تم ه�ذا الفح�ص طبق�ا للمواص�فة D97

Color Typeقياس اللون -6

س�ب حلمع�روف و قارنتها ب�الوان قياس�ية او باس�تخدام مقي�اس الل�ون ايتم قياس الوان المشتقات النفطية بم تلفة .حيث يعتبر اللون خاصية فيزياوية مميزة للمشتقات النفطية المخ ASTM D976المواصفة القياسية

Doctor Testفحص الدكتور -7

ن م�المش�تق تأكد م�ن خل�ويعتبر هذا الفحص من الطرق القياسية المستعملة في العديد من مصافي النفط لل لفح�ص مركبات الكبريت كالمركبتانات و خاص�ة بالنس�بة ل�بعض الم�ذيبات المش�تقة م�ن ال�نفط و يج�ري ه�ذا ا

باستخدام م�زيج م�ن اكس�يد الرص�اص و هيدروكس�يد الص�وديوم و يس�تخدم ه�ذا المحل�ول ف�ي بع�ض عملي�ات و ق�ل رائح�ةان�ات ال�ى مش�تقات داي س�لفايد الاالتحلية حيث يتم تحويل الشوائب المسببة لل�روائح مث�ل المركبت

ازالة الكبريت منها .

Dropping Pointدرجة التقطر -8ي تتح�ول تعتبر هذه الخاصية من الخصائص المهمة للش�حوم البترولي�ة حي�ث تمث�ل الدرج�ة الحراري�ة الت�

و ح�ص تح�ت ظ�روف مح�ددةعندها الشحوم البترولية من مواد شبه صلبة الى سوائل لزجة و يجرى ه�ذا الف . ASTM D566حسب المواصفة

Dry Point and End Pointدرجة الانتهاء و درجة الجفاف -9

ل طي�ر و تمث�يقصد بدرجة الانتهاء للمشتقات النفطية اعلى درجة حرارية يصلها المح�رار ف�ي عملي�ة التق ري�ة ث�ل التطايهذه درجة الغليان النهائية و تعتمد على هذه الدرجة العديد من الخصائص الفيزياوية الاخ�رى م

ة م�ن ة الت�ي تتبخ�ر عن�دها اخ�ر قط�رو الضغط البخاري و غيرها . اما درج�ة الجف�اف فه�ي الدرج�ة الحراري� السائل الموجود في وعاء التقطير .

Heat of Combustionحرارة الاحتراق -10

Page 10: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ 2المحاضرة

٥ | P a g e

رم ر ق لم ا س ر د

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

لت�ي تق�اس وهي الحرارة الاجمالية الناتج�ة ع�ن احت�راق وح�دة وزن م�ن المش�تق البترول�ي حرق�ا تام�ا و ا للازم�ة وه�ذه تمث�ل كمي�ة الح�رارة ا oF 60لكل باوند عن�د درج�ة )( وحدة حرارية بريطانية B.U.Tبوحدة

س�بة لزي�وتلرفع درجة حرارية باوند واحد من الماء درجة فهرنهايتية واحدة و يعتبر ه�ذا الفح�ص مهم�ا بالن التسخين .

Octane Numberالعدد الاوكتاني -11

رقع��ة ة للقتعب��ر ه��ذه الخاص��ية ع��ن ج��ودة الك��ازولين ( البن��زين ) و خاص��ة م��ا يع��رف بالخاص��ية المض��اد Antiknock لاكت�اني االتي تحدث في المكائن المستخدمة لكازولين السيارات و الطائرات حيث يمثل الع�دد

اقي�ة ءة الاحترالنسبة المئوية للايزواوكتان ف�ي الم�زيج المتك�ون م�ن الايزواكت�ان و الهبت�ان ال�ذي يعط�ي الكف�ا المكون�ات لهبت�ان الاعتي�ادي مس�اويا للص�فر اي م�ننفسها للوقود المراد فحص�ه حي�ث يعتب�ر الع�دد الاكت�اني ل

قي�اس لطريقت�ان المسببة للقرقعة الش�ديدة و يعتب�ر الع�دد الاكت�اني للايزواكت�ان مس�اويا للمئ�ة . تس�تخدم عملي�ارجة و دوتجري الطريقة الاولى عند ظروف معتدلة من طريقة المحركو طريقة البحثالعدد الاكتاني وهي ن�د ظ�روف ، اما الطريقة الثانية فتج�ري ع oم 50 دورة / دقيقة و عند درجة حرارة 006سرعة دوران تبلغ

ن الع�دد و على المستوى الصناعي تفض�ل الطريق�ة الاول�ى لتعي�ي oم 300دورة / دقيقة و 900اكثر شدة اي الاكتاني .

Penetration Numberعدد الاختراق -12

س�فلت و يعبر هذا الفحص عن خاصية التماسك ل�دى بع�ض المش�تقات النفطي�ة مث�ل الش�حوم النفطي�ة و الا ح�ت عمودي�ة ت المواد القيرية الاخرى و يعب�ر عنه�ا ع�ادة بدلال�ة المس�افة او العم�ق الت�ي تخترق�ه اب�رة قياس�ية

ات القياس��ية للش��حوم ظ��روف مح��ددة ف��ي الم��ادة الم��راد فحص��ها و تج��ري ه��ذه الفحوص��ات حس��ب المواص��فASTM D127 و الاسفلتD937 و للمواد الشمعيةASTM D1321 .

Pour Pointدرجة الانسكاب -13

تمث��ل اوط��ئ درج��ة حراري��ة يس��تمر عن��دها المش��تق النفط��ي بالانس��ياب و يج��ري ه��ذا الفح��ص حس��ب و يضاف عادة الى بعض المشتقات النفطية مثل زيوت التشحيم مض�افات خاص�ة ASTM D97المواصفة

تعرف بخافضات درجة الانسكاب و خاصة في الظروف الباردة وفي فصل الشتاء .

Page 11: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

١ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

كيمياء النفط

ن المش�تقاتم�ها يمك�ن تحوي�ل البت�رول الخ�ام ال�ى ان�واع مختلف�ة وهي العملية التي بواسطت تصفية البترول :

ق�ود لديزل و والنفطية ذات الاستخدامات الوقودية او الاستخدامات الصناعية الاخرى . مثل الكازولين و وقود ارف ة فيم�ا يع�ت�تم عملي�ة التص�في الطائرات و وق�ود للتدفئ�ة المنزلي�ة و وق�ود محط�ات تولي�د الطاق�ة الكهربائي�ة .

بمصفاة النفط ، تتكون المصفاة بشكل عام من :

.براج الفصلأ . 1

.مبادلات حرارية . 2

.مضخات كهربائية أو بخارية . 3

.مفاعلات كيمياوية . 4

.اوعية وخزانات للفصل والتخزين . 5

.صمامات ومسيطرات آليه ويدوية . 6

. بالإضافة إلى آلاف الاطنان من الاسلاك الكهربائية والأجهزة الدقيقة .7

:و يمر النفط داخل المصافي بثلاث مراحل وهي

الب��رج عالي��ة تبق��ى أس��فل درج��ة غلي��ان ، فالمركب��ات ذات المختلف��ة ب��الحرارةالفص��ل: تفص��ل الم��واد )1 .والمركبات ذات درجة غليان منخفضة ترتفع إلى أعلى البرج وتسحب منه

ات التحوي��ل: إج��راء بع��ض العملي��ات الكيميائي��ة لتحوي��ل بع��ض المركب��ات الناتج��ة م��ن الب��رج إل��ى منتج�� )2 ). واللدائن البلاستيك( كالبوليمرات مرغوبة

ازات المعالج��ة: تنقي��ة المنتج��ات النفطي��ة م��ن الش��وائب وإع��دادها للاس��تهلاك وأيض��ا ي��تم اس��تخراج الغ�� )3س�تفادة من�ه ف�ي الثقيل�ة للا ث�افالن م�ن الهي�دروجين، مثل إنت�اج غاز جللاستفادة منها في بقية عمليات الإنتا

.بالهيدروجين حيث يتم الاستفادة من آخر قطرة من النفط الخام التكسير وحدات

تشمل عمليات تصفية البترول على عدة عمليات فيزياوية و كيميائية وهي كالتالي :

تجزئة د عملية التتم تجزئة النفط الخام الى مكوناته بواسطة عملية التقطير التجزيئي و تعتم التقطير :

لج�ات ل ج�زء و تحت�اج الاج�زاء المفص�ولة ب�التقطير ال�ى المزي�د م�ن المعااعتمادا على درج�ة غلي�ان ك�ملي�ات و المزج مع بعض المض�افات المناس�بة و بع�ض العالاخرى مثل ازالة الشوائب المسببة للروائح

الكيميائية مثل الحل الحراري او اعادة التركيب او غيرها من العمليات .

Page 12: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٢ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

هي : وعموما تصنف انظمة التقطير المستخدمة في تجزئة البترول الخام الى ثلاث انواع و

A . : الانظمة الاحادية المرحلة

جزئة ، حي�ثيتم تسخين النفط الخام بواسطة التيار الخارج ثم يمرر الى فرن التسخين ثم الى عمود الت

ن ج�ة الغلي�اتتم تجزئة البترول الخام الى مكوناته نسبة الى درجة غليانها فتنفص�ل ال�ى الاج�زاء ذات دراسبة م�ن ند ارتفاعات منالواطئة من اعلى العمود و يمكن فصل النواتج المطلوبة من مسارات جانبية ع

دعى عمود التجزئة حيث تجري المزيد من عمليات التجزئة للسيل الجانبي ف�ي اعن�دة تجزئ�ة ص�غيرة ت�حيث يمك�ن ببالمجردات . و يستخدم في هذه الاعمدة بخار الماء لازالة المكونات المتطايرة من المقطع

. ضبط درجة الغليان الابتدائية للناتج المطلوب بدقة عالية

B . : انظمة التقطير الثنائية المرحلة

ل عل�ى تحتاج عمليات المصافي الحديث�ة ف�ي الغال�ب ال�ى اس�تخدام انظم�ة ثنائي�ة المرحل�ة بغي�ة الحص�و

غط الب�رج الاول�ي ال�ذي يك�ون تح�ت ض�المقاطع ذات المواصفات المطلوبة . تحتوي هذه الانظمة عل�ى عملي�ة ، اما البرج الثانوي فيعمل تحت الضغط الج�وي الاعتي�ادي و تحت�وي ال 2كغم / سم 3.5يقدر ب

6-10على برج ثالث يعرف ببرج التثبي�ت حي�ث يس�تخدم ه�ذا النظ�ام عن�دما ي�راد تجزئ�ة البت�رول ال�ى

ي م�ن اجزاء من المقاطع الضيقة حيث يمكن سحب تي�ارات جانبي�ة م�ن الب�رج الاول�ي ام�ا التي�ار الرأس�عتي�ادي او افيتعبر تيار مغذيا لبرج التثبيت حيث يمكن تشغيل ب�رج التثبي�ت بمثاب�ة مثب�ت البرج الاولي

ي . رج الثانوبرج لازالة البيوتان ، اما التيار الخارج من اسفل البرج الاولي فيعتبر تيارا مغذيا للب

C . : انظمة التقطير الثنائية المرحلة ذات البرج المخلخل

اخ�ل ت ال�درجات الحراري�ة المرتفع�ة ال�ى ح�دوث التحل�ل الح�راري للم�ادة دقد تؤدي بعض العملي�ات ذا

فم��ن الض��روري ف��ي بع��ض الح��الات اج��راء انابي��ب التس��خين او ص��فائح عم��ود التجزئ��ة و لتف��ادي ذل��ك نفط بعض العمليات تحت ضغط مخلخل بغية حفظ درجة التقطير النواتج المطلوبة و تستخدم مصافي ال�

على زيوت التشحيم و الاسفلت و المشتقات الثقيلة . التقطير المخلخل للحصول

طرق فصل المشتقات البترولية :

Fractional Distillationالتقطير التجزيئي . 1

هذه العملية على تطاق واسع جدا بسعة تبلغ بضعة مئات الآلاف من البراميل في اليوم الواح�د ، تجري

حيث يتم ضخ النفط الخام بسرعة ثابتة من خلال انابيب فولاذية تمر داخل فرن التس�خين و تس�خن ام�ا نفط الخ�ام و و تعتمد على نوع ال� oم 370 - 315 بحرق الغاز او النفط الى درجة حرارة تتراوح بين

طبيعة النواتج المطلوب فصلها ، و يمرر مزيج من البخار و النفط الغير متبخر الخارج من الف�رن ال�ى مت�را و يحت�وي عل�ى 45عمود التجزئة ( وهو عبارة عن برج اسطواني عم�ودي ق�د يص�ل طول�ه ال�ى

Page 13: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٣ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

دة ان�واع مختلف�ة موضوعة على ابعاد متساوية من بعضها و تس�تخدم ع�اطبقة تجزئة 30 – 40حوالي

من صفائح التجزئة ) . و عندما ترتفع ابخرة النفط الخام عبر عمود التجزئة تتكث�ف عن�د اعل�ى العم�ود بواسطة مكثفات مبردة بالماء حيث تبقى نسبة قليلة من الغازات غير المتكثفة حيث تفصل هذه الغازات

الطبق�ات العلي�ا م�ن الب�رج و الاج�زاء حي�ث تترك�ز الاج�زاء الخفيف�ة عن�د و تعرف ع�ادة بغ�از الوق�ود . الاثقل عند الطبقات السفلى ، و يتم سحب المشتقات المختلفة من الفتحات الجانبية لعم�ود التجزئ�ة حي�ث

تختلف هذه المشتقات في درجة غليانها من اعلى العمود الى اسفله .

ي :ومن أهم المقاطع المفصولة من النفط الخام من خلال التقطير التجزيئي ه

• Gas < 40oc

• Gasoline 25-70oc

• Naphtha 70-160oc

• Kerosene 160-250oc

• Diesel 250-350oc

• Bitumen >370oc

Fractional vacuum distillatiomالتقطير التجزيئي المخلخل . 2

خدام الاعتي��ادي باس��تثناء واح��د وه��و اس��تيش��به التقطي��ر المخلخ��ل م��ن حي��ث الاس��اس التقطي��ر التجزيئ��ي

لي��د اعم��دة تجزئ��ة اكب��ر ف��ي القط��ر بغي��ة الاحتف��اظ بس��رع ثابت��ة للابخ��رة عن��د ض��غط مخلخ��ل ، وي��تم توح�رارة الضغط المخلخل بواسطة قاذفات بخار ، ان الاجزاء الاقل تطايرا يمك�ن تقطيره�ا دون درج�ة ال

الح��راري عن��د اجزائه��ا تح��ت الض��غط الج��وي ال��ى الم��دى ال��ذي ق��د ي��ؤدي ال��ى ح��دوث تف��اعلات الح��لو ان الج�زء المتخل�ف بع�د oم 400 الاعتيادي و تض�بط درج�ة ح�رارة ف�رن التس�خين بحي�ث لا تتع�دى

التقطير المخلخل هو عبارة عن الاسفلت .

Super Fractionation التجزيئي فائق الدقةالتقطير . 3

د يبل�غ ق�يستخدم هذا النوع من التقطير التجزيئ�ي اعم�دة تجزئ�ة ذات ع�دد كبي�ر م�ن الطبق�ات التجزيئي�ة

و بواس�طة ه�ذه المع�دات يمك�ن الحص�ول عل�ى اج�زاء 5:1عددها اكثر من مائ�ة و بنس�بة تص�عيد تبل�غ

تحتوي عل�ى بض�عة هي�دروكربونات او حت�ى الحص�ول عل�ى مركب�ات نقي�ة حي�ث تس�تخدم ه�ذه الط�رق يق�ة و تس�تخدم ه�ذه الطر% لاس�تخدامه ف�ي ك�ازولين الط�ائرات 90فصل الايزوبنتان بنقاوة اكث�ر م�ن ل

ايضا لفصل الايزوهكسان و الايزوهبتان اللذين يتسمان بعددها الاكتاني المرتفع نسبيا .

Page 14: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٤ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

Azeotropic Distillation التقطير الايزوتروبي . 4

عند م�زج بع�ض الس�وائل بنس�ب معين�ة ين�تج ع�ادة م�زيج ذو درج�و غلي�ان ثابت�ة ام�ا اعل�ى م�ن اي م�ن

ون�ات مكونات المزيج او اوطئ ، وعند غليان مثل ه�ذا الم�زيج تك�ون مكون�ات البخ�ار متناس�بة م�ع مكتروبي و والمزيج حيث لا يمكن فصل هذا المزيج بالطرق الاعتيادية و يدعى هذا المزيج بالمزيج الايز

ب تستخدم طرق خاصة لفصل مثل هذه المزيج تعرف بالتقطير الايزوتروبي ، و يقصد منه وج�ود م�ذية التطايري كمكون ثالث للنظام بحيث يكون اكثر مكونات النظام تطايرا و يتم اختيار المذيب بحيث يزيد

يس�هل ع اح�د المك�ونينالنسبية للمكون المراد فص�له اي بمعن�ى اخ�ر يك�ون مزيج�ا ايزوتروبي�ا جدي�دا م�ع��ن فص��ل الم��زيج الايزوتروب��ي الاص��لي و يمك��ن فص��ل المركب��ات الاروماتي��ة ك��البزين و الت��ولين

المركبات الاليفاتية بهذه الطريقة .

Extractive Distillationالتقطير الاستخلاصي . 5

نظ�ام يقصد بالتقطير الاستخلاصي اجراء عملية التقطير و لكن بوجود مذيب يك�ون م�ن اق�ل مكون�ات ال

تطايرا و يجب ان يتسم المذيب بالمواصفات التالية : للمعدات المستخدمة . غير مسبب للتاكل )1

غير فعال تجاه جميع مكونات النظام . )2

العالية . مستقر حراريا غير قابل للتفكك عند درجات الحرارة )3

ذات انتقائية عالية . )4

ذو درجة غليان اعلى من درجة غليان جميع مكونات النظام ليسهل فصل المذيب عنها . )5

لتقطي�ر و اهو الفين�ول و حس�ب بع�د عملي�ة من الذيبات المالوفة الاستخدام لفصل التولوين و البنزين

استعادة المركبات الاروماتية من المذيب . ص�ي ي�ر ب�ين التقطي�ر الأستخلاص�ي والتقطي�ر الأيزوتروب�ي ولك�ن التقطي�ر الاستخلاهنالك تش�ابة كب

م�ن المركب�ات %٤٠تعتبر طريقة مفض�لة أقتص�اديا عن�دما يحت�وي المش�تق النفط�ي عل�ى أكث�ر م�ن الأروماتي��ة حي��ث معظ��م المركب��ات غي��ر الأروماتي��ة تنفص��ل م��ن الج��زء العل��وي وتتبق��ى المركب��ات

.الأروماتية في الأسفل

Solvent Extractionالاستخلاص بالمذيبات . 6

ل��ى عتس�تخدم عملي��ة الاس�تخلاص بالم��ذيبات ع�ادة ف��ي ازال��ة بع�ض المكون��ات الت�ي له��ا ت�أثيرات س��لبية

مواص��فات بع��ض المش��تقات النفطي��ة فم��ثلا يمك��ن تحس��ين نوعي��ة الكيروس��ين باس��تخلاص المركب��ات ك��ن الاروماتي�ة الموج�ودة في��ه و الت�ي تحت��رق مص�حوبة ب��دخان كثي�ف و روائ��ح غي�ر مقبول��ة و الت�ي يم

دم ه�ذه ستفادة منها لتحس�ين بع�ض ان�واع الوق�ود الاخ�رى لكونه�ا تتمت�ع بع�دد اكت�اني مرتف�ع و تس�تخالاة م من علاق�الطريقة ايضا في ازالةالمركبات الاروماتية الثقيلة من زيوت التشحيم حيث ان ازالتها تحس

راري درجة الحرارة بلزوجة الزي�ت بحس�ث يمك�ن المحافظ�ة عل�ى خص�ائص التش�حيم للزي�ت لم�دى ح� اوسع . و يجب ان يتسم المذيب المستخدم ببعض الخصائص :

Page 15: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٥ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

a( انتقائية عالية

b( غير مسبب للتاكل

c( غير فعال

d( مستقر حراريا

e( ينفصل عن النظام في مدى حراري معقول

Absorption and Strippingالامتصاص و التجريد . 7

ة ين الخارج�تستخدم هذه العمليتان لفصل المشتقات الخفيفة مثل البروبان و البيوت�ان م�ن ابخ�رة الك�ازول

من اعلى عمود التجزئة ففي عملية الامتص�اص تم�رر ابخ�رة الك�ازولين خ�لال زي�ت الامتص�اص مث�ل ص اكث�ر متص�االكيروسين و النفثا الثقيلة في معدات تشبه اعمدة التجزئة حيث تذوب و تكون عملي�ة الا

، وي��تم فص��ل المش��تقات الخفيف��ة م��ن زي��ت 2كغ��م / س��م 11.2 – 10.5عن��د اجرائه��ا تح��ت ض��غوط

لي�ان الامتصاص بمعلية التجريد حيث يتم تسخين زيت الامتصاص المش�بع بالمش�تقات الخفيف�ة حت�ى الغتكث�ف وبواسطة بخار الماء ثم يمرر الى عمود التجري�د فتتص�اعد المنتج�ات الخفيف�ة ال�ى اعل�ى الب�رج

.خر فينساب من اسفل البرج لاعادة استخدامه بتبريدها بالماء تحت ضغط اما الزيت غير المتب

Adsorptionالامدصاص( الامتزاز) . 8

ذلك يمك�ن تتصف بعض المواد الصلبة الشديدة المسامية الانتقائية العالية لامدصاص مركبات معينة و ب

فص��ل بع��ض المركب��ات به��ذه الطريق��ة فيس��تخدم م��ثلا الس��يلكا ج��ل لفص��ل المركب��ات الاروماتي��ة م��ن ش��تقات دروكربونات الاخ��رى و يس��تخدم الفح��م الحي��واني المنش��ط لازال��ة المكون��ات الس��ائلة م��ن المالهي��

الغازي��ة و تش��به عملي��ة الامدص��اص عملي��ة الامتص��اص بالزي��ت ال��ى ح��د م��ا م��ن حي��ث اله��دف الا انه��ا تختلف عنها من حيث الاساس .

Thermal diffusionالانتشار الحراري . 9

سم بين س�طحين اح�دهما س�اخن 0.025هيدروكربونات عبر فتحة ضيقة بحدود عند امرار مزيج من ال

و الاخر بارد فان بع�ض المكون�ات تترك�ز ب�القرب م�ن الس�طح الس�اخن و الاخ�رى تترك�ز ب�القرب م�ن السطح البارد و تعرف هذه الظاهرة في الفصل بالانتشار الحراري .

عمليات تنقية المشتقات النفطية :

كبي&ر ا الى ح&دقبل تسويق المشتقات البترولية المختلفة لابد من ازالة بعض الشوائب او التقليل من تركيزه ، ومن الشوائب المألوفة مع المشتقات النفطية :

Page 16: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٦ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

لتي لقرقعة الالمركبات الكبريتية التي تسبب رائحة كريهة ، لها تأثير في تقليل المضافات المضادة .1لعالم تضاف الى بنزين السيارات و الطائرات مثل رابع اثيلات الرصاص ، ويوجد توجه عام في ا

للتقليل من مركبات الكبريت في المشتقات النفطية بسبب مشاكل تلوث البيئة . ت الاوكسجينية مثل الكيلات الفينولات ، الحوامض النفثينية .المركبا .2 القواعد النتروجينية . .3 المشتقات المكونة للاصماغ . .4 المركبات غير المستقرة التي تؤدي الى تلوين المشتقات النفطية . .5

وفيا يلي سنوضح بعض العمليات المستخدمة في تنقية المنتجات النفطية وهي كما يلي :

: Sulfuric acid treatmentالمعاملة مع حامض الكبريتيك .1

كب&ات يعتبر حامض الكبريتيك المركز من عوامل التصفية المهمة ، حيث يمكن بواسطته ازال&ة مر

كن بواس&طتهو يعادل القواعد النتروجينية ويم الفعالة الهيدروكربوناتالكبريت و يؤدي الى بلمرة سن ريتيك يحسهلة الاكسدة ، من ناحية اخرى فان المعاملة بحامض الكبازالة المكونات الاسفلتية ال

ن ت&رة الخ&زلون الكازولين الناتج من عمليات الحل الحراري و يمنع تكوين المواد الصمغية اثن&اء ف يتطلب&ان ، وهو مهم جدا في تنقي&ة الم&ذيبات ذات درج&ات الغلي&ان المح&ددة و ال&نفط الاب&يض الل&ذين

ة جدا من مركبات الكبريت . وجود تراكيز قليل

: Sweeteningالتحلية .2

يقص&&د بعملي&&ة التحلي&&ة ف&&ي الص&&ناعات النفطي&&ة تحوي&&ل مركب&&ات الكبري&&ت المركبتاني&&ة ذات الرائح&&ة الاق&&ل ض&&ررا . ت&&تم ازال&&ة Disulphideالكريه&&ة و المس&&ببة للتأك&&ل ال&&ى مش&&تقات داي س&&لفايد

م&ع القواع&د ، ام&ا ف&ي عملي&ة التحلي&ة في&تم ال&تخلص منه&ا ع&ن المركبتانات الخفيفة جزئيا بالمعامل&ة Doctor processطري&&ق اكس&&دتها بوج&&ود بع&&ض العوام&&ل المس&&اعدة و تع&&رف ه&&ذه العملي&&ة

oxidation و العوام&&ل المس&&اعدة المس&&تخدمة ع&&ادة ه&&ي محل&&ول رصاص&&يات الص&&وديوم ال&&ذي يحضر بإذابة اكسيد الرصاص في الصودا الكاوية .

: Mercaptan extractionاستخلاص المركبتان .3

ان عملي&&ة التحلي&&ة الس&&ابقة ال&&ذكر ق&&د تف&&ي ب&&الغرض لمعظ&&م الاس&&تخدامات غي&&ر ان الازال&&ة التام&&ة لمركبات الكبريت تحتاج استخدام طرق اخرى مث&ل اس&تخلاص المركبت&ان بإض&افة م&واد كيميائي&ة

س&&يوم و كريس&&يلات الص&&ويوم ال&&ى محل&&ول مث&&ل ايزوبي&&وتيرات البوتا solutisersخاص&&ة ت&&دعى الصودا الكاوية فتزداد تبعا ل&ذلك قابلي&ة ذوب&ان المركبتان&ات العالي&ة و ب&ذلك يمك&ن استخلاص&ها م&ن المشتقات النفطية . وتعامل المش&تقات النفطي&ة مس&بقا بمحل&ول الص&ودا الكاوي&ة لازال&ة اث&ار كبرتي&د

تق النفط&&&ي م&&&ع محل&&&ول محل&&&ول الاس&&&تخلاص الهي&&&دروجين و الك&&&يلات الفين&&&ول ث&&&م يعام&&&ل المش&&&

Page 17: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٧ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

solutisers ام&ا داخ&&ل اعم&دة او بواس&&طة اي&&ة مع&دات م&&زج اخ&رى ث&&م يت&&رك الم&زيج ليرك&&د حي&&ث ينفصل المشتق النفطي و يغسل بالماء و يجفف ليكون جاهزا للخزن .

: Clay teatmeantالمعاملة بالطين .4

لاث&ار ف&ي الص&ناعة النفطي&ة لازال&ة ا Activatedتستخدم ان&واع م&ن الط&ين الطبيعي&ة و المنش&طة

وتحت&وي القليلة من الشوائب و تشبه هذه العملية الى حد بعيد عملية الفصل بواسطة الامدصاص ،شيط هذه الاطيان الطبيعية على جزيئات كبيرة ذات سلاسل طويلة و تراكيب مسامية عالية ويتم تن

لازالة ن احياناخار او بالحوامض . و تستخدم المعاملة بالطيالاطيان اما بتسخينها او بمعاملتها بالبت الح&ل بعض الاصباغ او المواد المكونة للاصماغ كما هو الحال مع الك&ازولين الن&اتج م&ن عملي&ا

الحراري او عمليات اعادة التركيب في الطور البخاري .

: Molecular sieves treatmentالمعاملة بالمناخل الجزيئية .5ت المركب&ا تستخدم المناخل الجزيئية ايضا لتنقية بعض المشتقات النفطي&ة وذل&ك لميله&ا الكبي&ر نح&و

ا تخدم له&ذالمستقطبة مثل الماء وثاني اوكسيد الكربون وكبريتيد الهي&دروجين و المركبتان&ات و يس&رار إمانكس&تروم و ت&تم عملي&ة التنقي&ة ب& ١٣الغرض المناخ&ل الجزيئي&ة ذات مس&احات يبل&غ حجمه&ا

المشتق النفطي على ع&دة طبق&ات م&ن عام&ل الامدص&اص لفت&رة زمني&ة مح&ددة اعتم&ادا عل&ى كمي&ةتس&خينها بالشوائب الموجودة فيه . ويمكن تخليص المـناخل الجزيئية من المركبات الممدصة فيه&ا

نية . م المناخل الجزيئية ثاحيث يعاد استخدا oم 200 – 350بواســطة تيار من غاز مســخن الى

: Hydrogen treatmentالمعاملة بالهيدروجين .6 مك&ن اتب&اعيللمعاملة بالهيدروجين هو ازالة مركبات الكبريت بانواعها المختلفة حيث اهم استخدام

و اي&دروجين هذه الطريقة مع العديد من المشتقات النفطية و تعرف هذه العملية ع&ادة بالتص&فية بالهيج حول المزن ، ويتم مزج المشتق النفطي المراد تنقيته بالهيدروجين ويازالة الكبريت بالهيدروجي

م&زيج م&ن الى بخار ثم يمرر فوق العامل المس&اعد ( العام&ل المحف&ز ) مث&ل التنكس&تن او النيك&ل اوح يا تت&راواكاسيد الكوبلت و المولمبيديوم المستندة على الامونيا عن&د درج&ات حراري&ة معتدل&ة نس&ب

حي&ث ي&تم تحوي&ل الكبري&ت ال&ى 2كغم/س&م 70 – 56و تحت ض&غط يت&راوح ب&ين oم 425 – 260كبريتي&&د الهي&&دروجين ال&&ذي ي&&تم فص&&له ع&&ن تي&&ار الهي&&دروجين المت&&داور ع&&ن طري&&ق الامتص&&اص

لممتص و ابواسطة محلول داي ايثانول امين الذي يمكن بعدئذ تسخينه لازالة كبريتيد الهيدروجين م المفص&&ول بتحويل&&ه ال&&ى عنص&&ر الكبري&&ت النق&&ي . و تس&&تخد S2Hغل اع&&ادة اس&&تخدام الم&&ذيب يس&&ت

وكيروس&ين الكبري&ت و مش&تقاته م&ن الك&ازولين و النفث&ا و ال ةعمليات المعاملة بالهيدروجين لإزال&ت زي&&وت الغ&&از و تحص&&ل ف&&ي ه&&ذه العملي&&ة اي&&ة تجزئ&&ة للمش&&تق النفط&&ي و ب&&ذلك لا تتغي&&ر مواص&&فا

. المشتق النفطي فيما عدا تنقيته و تتضمن معظم عمليات المعاملة بالهيدروجين على الخطوات التالية :

تسخين التيار المغذي و الهيدروجين الى درجة حرارة المفاعل . )1 ئ&ة مفاع&لتلامس التيار المغذي مع العامل المساعد الموجود في المفاعل و الذي يكون عادة بهي )2

احادي او ثنائي المرحلة ذات الطبقة الثابتة .

Page 18: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

٣٥٣كـ ٣المحاضرة

٨ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

دة فصل السوائل و الغازات الاحادية او الثنائية المرحلة .وح )3 المختلفة . تتقطير و تجزئة النواتج السائلة حسب المواصفات المطلوبة للاستخداما )4

Page 19: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

1 | P a g e

كيمياء النفط

:العمليات الكيمياوية في تصفية النفط

ان نسب المشتقات الوقودية المستحصل عليها من عمليات تقطير النفط الخاا تتتماب لالبة اة اى لاى علاى

ى تسااير متطلااات الساول اليهاا الكميات المنتجة مان لتاه هاال المشاتقات اننوع النفط الخا المستخب

المستحصال عليهاا مان تابات عليه ىلب من ا راء المزيب من التمليات الكيميا ية على لتاه المشاتقات

الاتار تكريار لتاب تجار التا الكيميائياة التملياات التحاويتت تهاب لااا التقطير فا تصافية الاتار

إلاى الغااز زيا مثال التالياة الجزيئياة الأ زان ذات الثقيلة المقطرات تحويل إلى المختلفة أ زاءل فصل

الطلاب لإزديااد نظرا الكير سين النفثا الجاز لين مثل منخفضة زيئية أ زان ذات خفيفة مقطرات

لصافات مكوناتاه تتميز الوقود من أنواع لإنتاج ذلك الوقود ودة تحسين الخفيفة المقطرات هال على

للتبياب الخاا الماواد تشاكل التا الاتر كيميائياات إنتاج أضافة الى الأ كتان عبد قيمة لرفع ىزمة لنيوية

من اهم هال التمليات : .اليومية تياتنا ف المتنوعة الإستخبامات ذات الصناعية المواد من

: Catalytic alkylationالالكلة الحفازية .1

تتتار عملية اىلكلة لو ود التوامل المساعبة طريقة مهمة ىنتاج مشتقات قودياة ساائلة ذات عابد اكتاان

مرتفااع ماان لتااا النااواتة الغازيااة لتمليااات التصاافية . تتضاامن هااال الطريقااة تفاعاال اىيز ليوتااان مااع

% ا فلوةياب 98 اىلكينات مثل الايوتين لو ود عامل مسااعب تامضا مثال تاامه الكاريتياك لتركياز

التمائ . نالهيبة ي

CH

CH3

CH3

CH3

+ CH2 CH CH3

HF

38 C

CH3

CH3

CH CH CH2

CH3 CH3

CH337.5 %

CH3 CH CH2 CH CH3

CH3 CH3

18.5 %

CH3 CH2 CH3

CH3 C CH2 CH CH3

CH3 CH3

CH3

25 %

11 %

CH3 CH CH CH CH3

CH3 CH3CH3

3.5 %

Page 20: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

2 | P a g e

غيار مرغولاة فا هاال Polymerizationقب ترافق هال التملية للمرة الألكيناات ان تفااعتت الالمارة

التملية لأنها تؤد الى أستهتك زء من الألكين الااهظ الثمن نسايا يمكن اىقات مان تاب ف تفااعتت

تتما أقل تراكيز ممكنة من الألكين ىن هاا التفاعل يتتماب لالبة اة اى لاى علاى تركياز الالمرة ذلك لأس

الألكين قب تتان أيونات الكاةلونيو الناتجة ف الخطوات الوسطية تفاعتت اناية متتابد مثال الترتياب

لونيو غيرهاا مان التفااعتت الخاباه لأيوناات الكااة Addition الأضاافة Elimination الحاا

يمكن الحصو على تصيلة انتا ياة عالياة لتفااعتت الألكلاة ذلاك لأساتخبا قار دقيقاة مضااوطة

للتملية لحيث تقتصر التفاعتت فقط على اىلكانات الحا ياة علاى ذةات هيابة ين ثالثياة التا لاب ةها

الت تكون قالليتها لفقبان ايونات خرىتكون ايونات الكاةلونيو الثالثية الأكثر أستقراةا أما الألكانات اى

الهيبةيب تكوين ايونات الكاةلونيو ضتيفة فأنهاا تاؤثر علاى عملياة اىلكلاة لأنهاا تشااة تاب ف تفااعتت

الالمرة للألكينات . أما عنب أستخبا اىلكانات اىكار من اىيز ليوتاان فتازداد التملياة تتقيابا ذلاك لسااب

ة من ناتية أمكانية اىستفادة من هال اىلكاناات لأضاافتها الاى الكااز لين تب ف تفاعتت الحل الحرا

مااشرة لكونها سائلة لها نفس مبى غليان الكاز لين .

: Catalytic isomerizationالتحويل الايزوميري الحفازي .2

المادة اىساسية المساتخبمة فا ان اهم تطايق لهال التملية هو تحويل الايوتان اىعتياد الى اىيز ليوتان

عملية اىلكلة السالقة الاكر تجر عملية التحو اىيز مير لواسطة التماس لين الايوتاان اىعتيااد

كلوةيب اىلمنيو اما ف الحالة الغازياة عنابما يكاون كلوةياب اىلمنياو لطاوةل الصالب كالاوكسااي ا ان

غط ذلك عنبما يكون كلوةيب اىلمينو المستتمل ف تالة سائلة يجر التفاعل ف الطوة السائل تح ض

150 - 80 لشكل عامل مساعب متقب عنب دة ات تراةية تترا ح لين o

.

يتتظ من التفاعتت السالقة أن ايونات الكاةلونيو يتاد تكوينها لاساتمراة علياه تحتااج هاال التملياة فقاط

الى كميات قليلة من اىلكين يحتاج هاا التفاعال أيضاا الاى كمياات قليلاة مان كلوةياب الهيابة ين الاا

C4H8 + HCl + AlCl3 C4H9

++ AlCl4

-

C4H9

+

+ CH3 CH2 CH2 CH3 C4H10 + CH3 CH+

CH2 CH3

CH3 CH+

CH2 CH3CH3 CH CH2

+

CH3

CH3 C+

CH3

CH3

CH3 C+

CH3

CH3

+ CH3 CH2 CH2 CH3CH3 C CH3

CH3

H

+ CH3 CH+

CH2 CH3

Page 21: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

3 | P a g e

قب يضا هاا الجزء لاستمراة ف مثل هاال التملياات ا قاب Cocatalystمساعب مشاةك يسلك كتامل

يتكون ف التملية نفسها من تفاعل كلوةيب اىلمنيو مع الكميات القليلة من الماء المو ودة ف النظا .

: Catalytic reformingالتحول التركيبي الحفازي .3

تستخب هال التملية لتحسين خواص لته المشتقات الوقودية مثل الكاز لين الطايت النفثا ذلك لزيادة

التااابد اىكتاااان للمشاااتقات التااا لهاااا نفاااس مااابى غلياااان الكااااز لين تساااتخب ايضاااا فااا الصاااناعات

التملياات اىساساية فا الاتر كيميا ية ىنتاج الهيبة كرلونات اىة ماتية , تتتار هال التملياة تالياا مان

تاتم هااال 90تصافية الانفط تيااث يالاد التابد اىكتااان للناواتة المستحصال عليهااا لهاال الطريقاة اكثاار مان

550 – 450التملية عنب دة ات تراةية مرتفتة تترا ح لين o و لو ود 50 - 10 تح ضغط

الهيبة ين .

يحتاج ف مثل هال التمليات الى ز ج من المفاعتت لحيث عنبما يكون اتبهما ف مرتلة التمال يكاون

مان الكاوك المترساب علاى المفاعل اىخر ف مرتلة التنشيط لتجبياب فتالياة التامال المسااعب ا الاتخلا

التامال المسااعب سطح تاياات التامل المساعب تيث يتم ترل الكوك المترسب لحاة شبيب لتجناب تحطايم

يااتم ذلااك لااأمراة تياااة مسااخن يتكااون ماان غاااز خاماال نسااب محااب دة ماان الهااواء تتتمااب كميااة الكااوك

المترسب على مستوى التبد اى كتان المطلوب تيث يتتمب على تركيز الهبة ين ف التياة المتبا ة.

هال التفاعتت ه :يحبف ف هال التملية التبيب من التفاعتت الكيميا ية المتقبة من

a) الإزالة الهيدروجينية للنفثينيات Naphthene De

مثل تحو الهكسان الحلق الى الانزين

b) الإزالةةةةةة الهيدروجينيةةةةةة المصةةةةةحووة وةةةةةالتحول ا يزوميةةةةةري للنفثيةةةةةاتNaphthene

Dehydroisomerisation

كما ف التفاعل الآت :

c) الإزالةةةةةةة الهيدروجينيةةةةةةة وتكةةةةةةويق الحلبةةةةةةات مةةةةةةق الم ةةةةةةتبات البرافينيةةةةةةةParafine

Dehydrocyclisation

Page 22: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

4 | P a g e

مثل تحو الهكسان الى الانزين

d) التحول ا يزوميري للبرافيناتParafine Isomerisation

الأعتياد الى دا مثيل ليوتانمثل تحو الهكسان

e) الحل الحراري الهيدروجيني للبرافيناتParafine Hydrocracking

كما ف التفاعل التال :

f) الإزالة الكبريتية المهدرجةHydrodesuiphurisation

مثل :

هاا المتغلاااة أمااا لقيااة التفاااعتت فياازداد أتتمااا تااب ثها عنااب الاابة ات a,b and dتتتااار التفاااعتت

الحراةية المرتفتاة . فا هاال التملياة يجاب تجناب تاب ف تفااعتت الحال الحاراة الهيابة ين ىنهاا

تؤد الى تكوين المزيب من الكوك المترسب لأن هال التفاعتت تقلل مان نساب الناواتة الساائلة المرغاوب

فيها .

Page 23: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

5 | P a g e

Thermal Cracking Processes :عمليات الحل الحراري .4

ه التمليات الت لواسطتها يتم تحويل ا زاء من النفط الخا الى الكاز لين تيث يحتو النفط الخا

% من الكاز لين للطلب المتزايب للكاز لين تم أتااع عمليات متنوعه لتل أهم هال التمليات 81مايقاةب

%.55الحراة تيث اباح ف الوق الحاضر نساة الكاز لين ف النفط الخا أكثر من ه الحل

لقب طوةت ف الأ نه اىخيرة التبيب من عمليات الحل الحراة لتل مان أكثار هاال التملياات شاهرة ها

علااى الاارغم ماان إسااتخبا علميااات الحاال ”Tube and Tank Process“التمليااة المتر فااة لاساام

ف التبيب من المصاف الصغيرة غير أنه فا الآ ناه اىخيارة قاب تلا عملياات الحال الحاراة الحراة

الحفاز محل عمليات الحل الحراة التقليبية.

دة اة مئوياة غيار ان 375تابأ تفاعتت الحل الحراة للنفط الخا عنب دة ات تراةية أ طاأ لقليال مان

اة اطئاة نساايا ىيمكان أساتغتلها باناعيا علياه تجار سرعة تفاعتت الحل الحراة عنب هال البة

دة اة مئوياة 565-455عمليات الحل الحراة على النطال الصناع عنب دة ات تراةية تترا ح لاين

عنبما يراد أنتاج الكاز لين لالبة ة الأ لى .

ت الإزالااة كاااةلون علااى تفاااعت-تتضاامن تفاااعتت الحاال الحااراة علااى تفاااعتت كساار باارة كاااةلون

Cyclisation تكاااوين الحلقاااات Polymerisation الالمااارة Dehydrogenationالهيبة ينياااه

الالمارة مان أهام هاال التفااعتت أماا لقياة التفااعتت فتحابف لنسااة Clevage تتب تفاعتت الأنشطاة

محب دة .

هولة للحال الحاراة لسااب تكون أكثار عرضاة سا Branched chain alkaneإن الألكانات المتفرعه

ود ذةة هيبة ين ثالثية التا يساهل اقتناباها مان قاال اا ة تارة أخارى مو اودة فا النظاا مثال

الجا ة المثيلية اىثيلية ثم تتان الجا ة الحرة الثالثية الناتجة إنشطاة ليتا لتكاوين الكيناات اا ة تارة

بيبة كما ف اىلكانات الأعتيادية.

الألكانات الحلقية فأنها تتان من تفااعتت الحال الحاراة أساوة لاىلكاناات الأعتيادياة غيار ان ناواتة أما

اىنشااطاة قااب تختلاا قلاايت . فاا تااين أن الهياابة كاةلونات اىة ماتيااة فأنهااا تاااب مقا مااة عاليااة تجااال

صر فقط علاى السلسالة أ تفاعتت الحل الحراة أن تفاعتت الحل الحراة ف مثل هال المركاات تقت

المجموعة الهيبة كاةلونية المرتاطة لالحلقة اىة ماتية كمجموعة متوضة .

Catalytic Thermal Cracking Processes :عمليات الحل الحراري الحفازي .5

الغرض منها هو أنتاج كاز لين محسان ذ موابافات مضاادة للقرقتاة عابد أ كتاان عاال هااا هاو الفارل

لين عمليات الحل الحراة الأعتيادية.لينها

يو ب تاليا نوعان من التمليات الحل الحراة الحفاز مستخبمة على النطال الصناع ه :

A. التمليات ذات الطاقة المسالة Fluid-bed

B. التمليات ذات الطاقة المتحركةMoving-bed

الحراة الحفاز .% من مجموع عمليات الحل 15 تغط هاتان التمليتان توال

Page 24: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

6 | P a g e

وامل المساعبة ه :يستخب ف عمليات الحل الحراة الحفاز نوعان من الت

A. الطايتية : ه عااةة عن أنواع من الطين الطايتNatural Clay الت تتكون عادة من الساليكا

% أضافة الى كميات قليلة من مواد أخرى.81% الألومينا 17.5

B. الصاناعية : ياتم باناعتها ماان ماواد نقياة لمواباافات دقيقاة مان أهام هااال التوامال المساتخبمة لهاااا

هاال عاااةة عان زيوليتاات Molecular sievesالغارض تلاك المصانوعة مان المناخال الجزيئياة

يونات متالوةة بناعية لها تراكيب قرياة من سليكات اىلومينا الت أستابل فيها أيونات الصوديو لأ

تمازج هاال المناخال Rare earth elementsمان المجموعاة الثامناة أ الفلازات الترالياة الناادةة

.Binders الجزيئية مع مواد ةالطة

ميكانيكياة با تصار يمكان الكيميائياة المكوناات مان للغاياة متقاب خليط على التغاية مادة تحتو

مان لمكاون الجزيا الوزن ف نقصان عنها ينتة الت الرئيسية التفاعتت لوب المحفز التكسير

:شقين الى المحفز التكسير ميكانيكية تنقسم. التغاية مادة مكونات

الإنتقالياة الحالاة تشاكل التا الكرلونياو أيوناات تكوين كيفية تتضمن الت الأ لية التفاعتت ( أ)

.المحفز للتكسير الرئيسية النواتة تكوين ف

الرئيساية الناواتة لنياة فا الكيميائية التحوىت لته تب ف تتضمن الت الثانوية التفاعتت ( ب)

هياااااااابة ين ناااااااازع عمليااااااااة Rearrangement)) ترتيااااااااب إعااااااااادة عمليااااااااات مثاااااااال

Dehydrogenation)) غيااار هيااابة كرلونات مااان أة ماتياااة مركااااات تكاااوين عنهاااا يناااتة

.الخ...تلقية

Hydrocracking Processes :الحل الهيدروجينيعمليات .6

يقصب لالحال الهيابة ين لالحال الحاراة لو اود الهيابة ين تتضامن التملياة متاملاة الماواد اى لياة ماع

الهياااابة ين لو ااااود عواماااال مساااااعبة مزد ااااة الفتاليااااة ا عواماااال مساااااعبة تتمتااااع لصاااافات الهبة ااااة

Hydrogenation 345ة فا دة اات تراةياة تتارا ح لاين الحل الحراة ف ن اتب . تجر التمليا-

و. 835-65دة ة مئوية تح ضغط 415

تفاعتتها تكون مشالهه الى تفاعتت الحل الحراة الحفاز غيار ان اىلكيناات الناتجاة هناا تتهابةج لسارعة

ح التامال الى اىلكانات المقاللة يتتاار هااا التفاعال ذا أهمياة تقنياة كايارة إذ يمناع ترساب الكااةلون علاى ساط

المساعب.

من السمات المميزة لتملية الحل الهيبة ين هو إمكانياة اساتخبا ماواد أ لياه ذات مابى غلياان مرتفاع ذات

مر نة ف السيطرة الى تب ما على نسب النواتة المتكونه ف المزية أضافة الى عب ود الحا ة الى اعادة

ساب عب ترسب الكاةلون على سطح التامل المسااعب غيار ان تنشيط التامل المساعب المستخب ف التملية ل

هااال التمليااات تكااون لاهظااة التكااالي لساااب الضااغوط التاليااة المسااتخبمة ىسااتهتكها لكميااات كاياارة ماان

الهيبة ين.

ان عمليات الحل الهيبة ين من التمليات الااعثه للحراةة عليه فاأن المفااعتت المساتخبمة فيهاا تحتااج الاى

تاريب لبى من التسخين.

Page 25: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353كـ 4

7 | P a g e

Catalytic Polymerization Processes :البلمرة الحفازيةعمليات .7

يمكن تحويل الغاازات الناتجاة مان عملياات التصافية مثال عملياات الحال الحاراة الحال الحاراة الحفااز

عملياات الالمارة الحفازياة . الغنية لاى ليفينات الى قود الكاز لين ذات عبد ا كتان مرتفاع ذلاك لأساتخبا

يستخب ف هال التمليات تامه الفوسفوةيك كتامل مساعب فول فوسفات النحاس ا الكادميو .

تجر هال التملية لتسخين التياة المغا مسااقا ثام أماراةل فاول التامال المسااعب المو اود فا المفاعال عناب

سمكغم / 14 -11دة ة مئوية ضغط 135 -875دة ة تراةة 1 .

يتساام الكاااز لين المنااتة لهااال الطريقااة المشااتق ماان أ اازاء الاانفط الحا يااة علااى الااار للين الايااوتلين لتاابدل

الأ كتان المرتفع الا يزيب على التستين فتنب اضاافة ةالاع اثايتت الربااص الياه يصااح عابدل الأ كتاان

أكثر من المئة.

..............................................................................................................

يتتااظ ماان مناقشااة التمليااات الكيميا يااة المختلفااه المسااتخبمة فاا تصاافية الاتاار ان هااال التمليااات تتضاامن

ساااعبة تحاابد كلفااة هااال التمليااات ماان تيااث نااوع اسااتخبا عواماال مساااعبة ان نااوع طايتااة هااال التواماال الم

المفاعتت المناساة نقا ة المواد اى لية المستخبمة مبى الحا ة الى أعادة تنشايط التوامال المسااعبة غيار

ذلااك ماان اىمااوة اىخاارى يوضااح الجااب التااال ملخصااا لأهاام التواماال المساااعبة المسااتخبمة فاا عمليااات

التصفية.

المساعدةالعوامل العملية

سليكا الطين الصناع مناخل زيئية –الومينا Catalytic crackingالحل الحراة الحفاز

الاتتين المستنب على الألومينا Catalytic reformingالتحو التركيا الحفاز

المساااتنبة علاااى Ni, Mn, Coالأكاسااايب الفلزياااة Hydrocrackingالحل الهيبة ين

سليكا –الألومينا أ الألومينا

تامه الكاريتيك تامه الهيبة فلوةيك Alkylationاىلكلة

كلوةيب الألمنيو Isomerisation التحو اىيز مير

تامه الفوسفوةيك على مسنب خامل Polymerisationالالمرة

Page 26: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

١ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

كيمياء النفط

المنتجات البترولية

esPetroleum Gas الغازات البترولية -1

لخام و االطبيعي المرافق للنفط يوجد مصدران للغازات البترولية ، المصدر الاول و الرئيسي هو الغازي صدر الثانالذي يتكون من الهيدروجين و الميثان و الايثان و البروبان و البيوتان و بعض الشوائب ، و الم

ات الحل يشمل الغازات الناتجة من بعض عمليات التصفية و التي تعرف بغاز المصافي كما هو الحال في عمليعات . و تستخدم هذه الغازات كوقود للتسخين و كمواد اساسية للصنا الحراري و الحل الحراري الحفازي

سابقة مكونات البالاضافة الى ال يالبتروكيمياوية . الغازات البترولية الناتجة من عمليات التصفية فانها تحتوية بصورة نق على الايثلين و البروبلين و البيوتينات . و عليه فعندما براد الحصول على الايثان و البروبان

لين من للصناعات الكيمياوية لابد من استخدام معدات تقطير اضافية لفصل الايثلين من الايثان و البروب البروبان .

رف فيفة و تعبترولية وقودا مناسبا للاستخدامات المنزلية و للاستخدامات الصناعية الخو تعتبر الغازات التان ن و البيوالغازات البترولية المستخدمة لهذا الغرض بغاز البترول المسال الذي يتكون من مزيج من البروبا

ر الضغط ازية تحت تاثيو التي تفصل من الغاز الطبيعي او غاز المصافي حيث يمكن تسييل هذه المشتقات الغخل فقط وفي الدرجات الحرارية الاعتيادية و تحويل حجوم كبيرة منها الى حجوم صغيرة من السوائل دا

اسطوانة تعرف باسطوانة الغاز .

ط أثير الضغهذا ويجب ان يكون غاز البترول المسال خاليا من الأيثان لأن غاز الإيثان لا يمكن إسالته بتل غاز المساة الإعتيادية أضافة الى ذلك يجب تجنب وجود البنتان السائل لأنه ينفصل عن الوعند درجة الحرار

الى إنسداد مجرى الغاز في الأجهزة المستخدمة للغاز كوقود ويجب أن كون الغازيخلال أنابيب الغاز مؤديا من الهيدروكاربونات غير المشبعة وذلك بسبب قابليتها للبلمرة وت غية غير كوين ترسبات صمالمسال خاليا

من غاز مرغوب فيها تؤدي الى إنسداد مجرى الغاز، إضافة الى ذلك لابد من أن يكون الغاز المسال خاليا أكاسيد الكبريت الحامضية ا ير لضارة ، غكبريتيد الهيدروجين لكونه مادة مسببه للتآكل ولكونه يحترق مكونا

أو مركبات الكبريت الأخرى ذات Ethyl Mercaptanلأثيل أنه تضاف كميات قليلة جدا من مركبتان ا

بيوتان لكون كل من البروبان وال الرائحة الكريهة بغية الإستدلال الى تسرب الغاز ومنع حوادث الحرائق عديمي الرائحة.

Gasoline الكازولين -2

ي تتراوح يعتبر الكازولين احدى اهم النواتج البترولية و يطلق هذا المصطلح على المشتقات النفطية الترات بعد ان درجة مئوية و التي تستخدم كوقود للمحركات مثل السيارات و الطائ 190 - 25درجة غليانها

تجري عليه العديد من العمليات و المعالجات .

Natural gasoline الكازولين الطبيعي -أ

Page 27: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٢ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

ءا من يتكون الغاز الطبيعي من الهيدروكربونات المشبعة مثل البيوتان و البنتان و التي تمثل جزين ي الكازولمكونات الغاز الطبيعي و التي يتم فصلها من الغاز الطبيعي بواسطة التقطير التجزيئي . قد يحتو

ا منه و يدروجين وبعض المركبتانات التي يجب ازالتهكبريتيد الهعلى الطبيعي المفصول من الغاز الطبيعي محلول هيدروكسيد الصوديوم ومن ثم تجفيفه.الكازولين مع بمعاملةذلك

مه تقات المهبالرغم من إن الكازولين الطبيعي لايعتبر من النواتج النهائية للمستهلك غير انه من المشلاساسية ين درجة تطايره و التي تعتبر من الخصائص االمنتج بغية تحس حيث يتم مزحة مع كازولين السيارات

لين للكازولين لان هذه الخاصية هي المسؤولة عن عملية بدء التشغيل . و يمكن تحسين مواصفات الكازويل ث يتم تحوالطبيعي بواسطة بعض عمليات التصفية مثل التحويل الايزوميري بغية زيادة العدد الاكتاني له حي

92بينما للايزوبنتان 62يزوبيوتان و البنتان الى الايزوبنتان ، فمثلا يبلغ العدد الاكتاني للبنتان البيوتان الى الا

. 106فعند اضافة ثلاثة مليمترات من اثيلات الرصاص يزداد العدد الاكتاني الى

تجري عملية فصل الكازولين الطبيعي من الغاز الطبيعي أما بواسطة الأنضغاط أو بواسطة Wet Natural Gasمتصاص أو بواسطة الأثنين معا حيث تتم عملية الفصل بضغط الغاز الطبيعي المبتل الأ

ثم يمر الى برجين يعملان على التوازي حيث يتلاقى الغاز المضغوط مع زيوت ٢كغم/سم ٤٩الى حوالي الطبيعي الإمتصاص التي تدخل من أعلى البرج نحو الأسفل حيث يترك أسفل البرج مشبعا بمكونات الكازولين

وقود وبعض المشتقات الأخرى، اما الغازات الغير ممتصه فتخرج من اعلى البرج حيث يستفاد منها بمثابةزيت وبذلك يتخلى ال ٢كغم /سم ٢٧غازية للوحدة ، ثم يقلل الضغط المسلط على زيت الامتصاص الى حوالي

ت عن معظم الايثان ونسبة من البروبان الممتص في الزيت ثم يمر زيت الامتصاص الى وحدة التقطيرتحي اده منها فالأوطأ للأستفابونات ضغط مرتفع تدعى بوحدة التقطير الأولية وفي هذه الوحدة يتم فصل الهيدروك

زولين مجالات أخرى ، ثم يمرر الزيت بعد ذلك الى وحدة تقطير واطئة الضغط حيث تكون كافة مكونات الكااص فيتم في الحالة السائلة عند الضغط الجوي الأعتيادي وبذلك يمكن فصلها عنه بسهولة ، أما زيت الأمتص

اخرى. تبريده ويعاد الى وحدة الامتصاص مرة

Motor gasoline كازولين السيارات - ب

ره نظرا لتطور صناعة السيارات في العالم ازداد الطلب على كازولين السيارات و تنوعت مصاديات من المشتقات النفطية حيث ادخلت العديد من عمليات التصفية لانتاج انواع محسنة مثل عمل

. البلمرة و الالكلة و التحول الايزوميري

المواصفات الاساسية لكازولين السيارات :

يجب ان يحترق الكازولين بلطف في المحركات دون حدوث اي قرقعة . •

يجب ان يتسم بدرجة معينة من التبخر . •

يجب ان لايكون تطايره شديدا بحيث يملأ بخاره مجرى الوقود . •

Page 28: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٣ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

تبخرها عند الاحتراق .يجب ان يكون خاليا من المكونات الواطئة التبخر بحيث يصعب •

يجب ان يكون تبخره تاما و نظيفا دون ترك اي مخلفات صلبة او صمغية . •

خصائص الكازولين المضادة للقرقعة:

تعد خاصية القرقعة والانفجار من السلبيات غير المرغوب فيها بالنسبة الى الكازولين حيث تعتبر لسيارات اكبير في هذا المجال بالنسبة الى مصممي مكائن مستهلكة للقوة والكفاءة الوقودية وقد حصل تطور والى الشركات البترولية المنتجة لوقود السيارات.

Mechanism of Knockingميكانيكة القرقعة

الوقود) سلسا وطبيعيا -لغرض ان تعمل مكائن السيارات بشكل جيد يجب ان يكون حرق مزيج (الهواء معات القدح وتستمر عملية الهواء من ش - للوقود بأن يبدأ احتراق مزيج الوقودويقصد بالاحتراق الطبيعي

.الحرق بلطف وبشكل تدريجي الى ان يبلغ نهاية غرفة الاحتراق وبسرعة اعتيادية

ر ان لقدح ، غيWأما عندما تحدث القرقعة فتبدأ عملية الاشتعال كما في السابق عند المنطقة المجاورة لشمعة ابه التدريجي المنتظم سرعان ما يضطرب بسWبب حWدوث اشWتعال ذاتWي اخWر سWريعا ومفWاجيء يشW هذا الاحتراق

شWتعال الانفجار في موقع آخر في مWزيج غيرالمشWتعل، ويلاحWظ بWان الاخWتلاف بWين نWوعي الاشWتعال هWو ان الاWتم دون وجWا اي يWدالاول الاعتيادي يمتد من شمعة القدح غير ان الاشتعال الثاني يكون ذاتيWتعود مصWال ر للاش

لاعتياديةوتكون سرعة الاشتعال سريعة جدا في جزء من المزيج او في المزيج بأكمله وبسرعة تفوق السرعة اللاشتعال بعشرات المرات حيث سماع صوت هذا الاحتراق المضطرب من الخارج حيWث يكWون بمثابWة ضWربة

Wى نسWد علWة تعتمWعة القرقعWطوانة وان سWذاتيمطرقة على اعلى الاسWالاحتراق الWموله بWزيج المشWؤدي بة المWوتلطاقWWة اعمليWات القرقعWWة الWWى زيWWادة مفاجئWWة فWWي الضWWغط ودرجWWة الحWWرارة داخWWل الاسWWطوانة ويرافقهWWا فقWWدان فWWي

والكفاءة.

Wن حيWبهها مWي تشWة والتWاهرة القرقعWن ظWا عWرض تميزهWا لغWث وتحدث ظاهرة أخرى لابد من الإشارة اليهن مخلفWات ف عنهWا مWن حيWث المسWببات وتعWود هWذه الظWاهرة الWى فعWل الترسWبات الناجمWة مWالتأثير الا انها تختل

الحرق في غرفة الاحتراق والتي تتجمع بمرور الزمن مما يؤدي الى تأثيرين:

حتWاج الWى ييؤدي الى زيادة المتطلبات للعدد الاوكتاني العالي حيث ان المحرك في الظروف الاعتيادية •افة عند عدم وجود اي ترسبات ولكن عند تجمع الترسبات اي بعد قطع بمسW ٧٧ني وقود ذي عدد اوكتا

تؤدي ويعود ذلك الى ان الترسبات ٨٧كم عندئد يحتاج هذا المحرك الى وقود ذي عدد اوكتاني ٥٠٠٠لبWات الى صغر حجم فجوة الاحتراق وبالتالي يزيد من نسبة الانضغاط والتWي تتناسWب طرديWا مWع متط

وكتاني للوقود.العدد الا

• Wي لهWرك والتWد المحWرعة تبريWدل سWى معWر علWأثير كبيWرارة تWأثير يكون للطبقة المترسبة العازلة للحWا تلذي يدخل كبير على طبيعة عمل المحرك ومن ناحية اخرى فأنها تنقل هذه الحرارة الى المزيج الجديد ا

ممWا بيعي في درجWة حWرارة المWزيجفجوة الاحتراق فعند حدوث الأنضغاط تؤدي الى الارتفاع غير الطWر غيرالموقWع اخWي موقWتعال فWع يؤدي الى حدوث ظاهرة الاشتعال السطحي مؤدية بذلك الى حدوث اش

المجاور لشمعة القدح وبذلك يحدث ايضا مايشبة القرقعة.

Page 29: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٤ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

Aviation Gasolineكازولين الطائرات - ت

الWى وقWود ذي مواصWفات دقيقWة أهمهWا الخWواص Piston typeالطWائرات المكبسWية تتطلب مكWائن

لمقاومWة المضادة للقرقعة لأن حدوث أي قرقعة قد تؤدي الى خلل ميكانيكي ، لWذلك يWتم تعيWين خاصWية العWدد للقرقعة (العدد الأوكتاني) تحت نوعين من الظWروف وتعWرف الطريقتWان المسWتخدمتان فWي قيWاس ا

المئة لWذلك حيث يعبر عن العدد الأوكتاني الأقل والأكثر من 4Fو 3Fالأوكتاني لكازولين الطائرات بــ

يعني هذا ١٠٠/١٣٠ذي العدد أوكتاني يعبر عن نوعية كازولين الطائرات بدلالة رقمين ، فمثلا للوقودة علWى ( وهذا يمثل الوقود المناسب لسWير الطWائر ١٠٠يساوي 3F الكازولين له عدد أوكتاني للظروف

( وهذا يمثل ظروف الإقلاع أو الطيران). ١٣٠يساوي 4Fوعدد أوكتاني للظروف المدرج مثلا)

ة وذلWك بسWبب الWدرجات درجWة مئويW ٦٠-إضافة الWى ذلWك يجWب ان تكWون درجWة انجمWادة أقWل مWن لWك فWإن ذالحرارية المنخفضة في أعالي الجو ولكي يبقى الوقود سائلا تحت هذه الظروف ، إضافة الى

وللأسWباب قWة بتطWاير الكWازولين الموجWودة فWي السWيارات قائمWة أيضWا بالنسWبة للطWائراتالمشاكل المتعلالبخWار نفسها لذلك يجب اختيار كازولين ذي تطايرية محددة جWدا وذلWك لتجنWب إنسWداد مجWرى الوقWود ب

وتوقWWف المحWWرك وتضWWاف فقWWط ثلاثWWة أنWWواع مWWن المضWWافات الWWى كWWازولين الطWWائرات وهWWي الأصWWباغ WWوينلتمييزهWWات تكWWاني ومانعWWدد الأوكتWWادة العWWاص لزيWWيلات الرصWWع أثWWرى ورابWWواع الاخWWن الأنWWا ع

الأصماغ.

Gas oil and Diesel Oilsزيت الغاز و وقود الديزل -3

خدم مئوية و يست 385 – 190يشمل وقود الديزل على المشتقات النفطية التي يتراوح مدى غليانها بين

ات كربونات ذزيت الغاز بمثابة وقود للشاحنات الكبيرة و مكائن سحب القاطرات و الناقلات . و تعتبر الهيدروود ن جودة وقالسلاسل المستقيمة غير المتفرعة من المكونات المهمة و الاساسية لوقود الديزل الجيد و يعبر ع

كافئ مزيجا وهذا ي 50العدد السيتاني لوقود الديزل الجيد حوالي الديزل بما يعرف بالعدد السيتاني حيث يبلغ

وصات % . وتجري على وقود الديزل العديد من فح50 و الفا ميثل نفثالين بنسبة 34H16Cيتكون من السيتان

ولكربونية االسيطرة النوعية مثل درجة الوميض ، درجة الانسكاب ، نسبة الماء و نسبة الرواسب و المخلفات المحتوى الرمادي و الكبريتي .

هنالك عدة خصائص ومواصفات لابد من توفرها في وقود الديزل لتحديد صلاحية أستخدامه ومنها:

o درجة الجاذبيةAPI –Gravity

o الخصائص الإحتراقيةIgnition quality

o المحتوى الكبريتي لوقود الديزلSulphur Content

o اللزوجةViscosity

o التطايريةVolatility

Page 30: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٥ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

Kerosine and heating oilsالكيروسين و زيوت التسخين -4

من ان مئوي . بالرغم 245 – 185يشمل الكيروسين على المشتقات النفطية التي يتراوح مدى غليانها بين

ستخدم في استخدام الكيروسين لاغراض الاضاءة و الاغراض المنزلية قد انخفض بشكل كبير الا انه لا يزال ين لا اتراق يجب الكثير من البلدان العالم لاغراض التدفئة و غيرها . عند استخدام الكيروسين بمثابة وقود للاح

و درجة ر مقبولة و يتطلب لمثل هذه الاستخدامات المنزلية وقود ذيصحب ذلك تولد دخان اسود او نواتج غيمن مئوي وذلك للتقليل من خطورة نشوب الحرائق بسبب وجود اللهب بالقرب 50وميض مرتفعة نسبيا بحدود

مستودع الوقود .

داخ ونظيفا تاما ل فجوة ويستخدم الكيروسين بمثابة وقود للنفاثات حيث يتطلب ان يكون حرقها حرقادى غليان المكائن وهذا النوع من الوقود لازال يستخدم في الطائرات المدنية أما الطائرات الحربية فإن م

وقودها يشمل على كل من الكيروسين والكازولين.

حيث يستخدم هذا الفحص لمعرفة Smoke Pointتوجد خاصية مهمه للكيروسين تعرف بنقطة الدخان

صه في جودة الكيروسين بالنسبة الى توليده للدخان ، وفي هذا الفحص يتم حرق المشتق النفطي المراد فح بمصباح خاص يمكن السيطرة على حجم شعلته ، حيث تعرف نقطة الدخان بإنها أقصى ارتفاع يبلغه الله

مع قابليتبـ(ملم) عندما يحترق الكيروسين دون توليد دخا يد ه على تولن ، أي ان نقطة الدخان تتناسب عكسيااب نقطة الدخان حيث ان هنالك علاقة وطيدة بين نقطة الدخان والتركيب الهيدروكاربوني للوقود. ويمكن حس

الدخان من النسب المئوية للمكونات الهيدروكاربونية للوقود من العلاقة:

0.2A + n 0.32 + P 0.48نقطة الدخان =

.هي النسب المئوية للبرافينات والنفثينات والمركبات الأروماتية على التوالي A, n, Pحيث ان

Fuel oils زيوت الوقود -5

زجها متتكون زيوت الوقود او ما تعرف بزيوت الافران من مخلفات عمليات تقطير النفط الخام حيث يتم قود % من هذه الو 70حسب الطلب . و يستخدم حوالي مع بعض المشتقات النفطية المناسبة لتكييف لزوجتها

حيث تبلغ لتوليد البخار في محطات توليد الطاقة الكهربائية و في المصانع المستخدمة للاغراض الصناعية ،) للوقود ( Btu/Ibوحدة حرارية لكل باوند حسب المقياس البريطاني 19000سعراتها الحرارية حوالي

الحرارة ) وحدة حرارية بريطانية وهي تمثل كمية(Btu/Ib 18300الخفيف و تبلغ قيمته للوقود الثقيل حوالي

اللازمة لرفع درجة حرارة باوند واحد من الماء درجة فهرنهايتية واحدة .

Lubricating oilsزيوت التشحيم -6

الخام و تعتبر من المشتقات النفطية المريحة نسبيا % من مكونات النفط 2تمثل زيوت التشحيم حوالي

حيث يرافق عمليات تصفيتها فصل العديد من النواتج العرضية المهمة مثل المواد الشمعية و الاسفلت و غيرها

Page 31: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٦ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

. و تتسم البرافينات الهيدروكاربونية المكونة لزيوت التشحيم بدرجات غليانها المرتفعة و بخصائص تشحيمية ستقرارها الحراري عند درجات الحرارة العالية و انسيابيتها عند درجة الحرارة الواطئة و التغير اخرى مثل ا

القليل في لزوجتها عند المدى الحراري المطلوب .

Lubricating greasesالشحوم النفطية -7

مضافة الىالشحوم النفطية هي شحوم صلبة او شبه صلبة تحتوي على نسب كبيرة من المواد المكثفة ى انواع كثيفة من زيوت التشحيم و يفضل لهذا الغرض زيوت ذات معامل لزوجة مرتفع بغية زيادة المد

يوم و و الكالس الحراري المناسب للشحوم ، ومن اهم المواد المكثفة المستخدمة هي صوابين الالمنيوم و الباريومالطين ر الصابونية و غير العضوية مثل انواعغيرها. و تستخدم في بعض الاحيان بعض العوامل المكثفة غي

ن و تضاف المحور و السيلكا الناعم و الكاربون او بعض المشتقات العضوية مثل اريل يوريا و البولي ايثيل ايضا الى هذه الشحوم العديد من انواع المضافات مثل مانعات الاكسدة و مانعات التاكل .

Petroleum waxالشمع النفطي -8

بة يعتبر الشمع من المشتقات البترولية المهمة وذلك لاهميته في الصناعات الحديثة من ناحية صعوية غير الحصول عليه من المصادر الحيوانية و النباتية بالكمية المطلوبة اضافة الى كون مصادره الطبيع

الى الية اضافةعبسهولة و بنقاوة النفطية مكلفة اقتصاديا . بينما يمكن فصل الشمع البترولي من البترول الخام ت الشمع مقاومته العالية جدا للماء و الرطوبة وكونه عديم الطعم و الرائحة مما ادى الى توسع استخداما

دة . البرافيني في معظم مغلفات الاغذية و الادوية و العطور و استخدامات اخرى منزلية و صناعية عدي

Petroleum asphaltsالاسفلت البترولي -9

فية يوجد الاسفلت بشكل طبيعي مع معظم اصناف النفط الخام حيث يتم فصله منها بواسطة عمليات التصون هذه حيث يتخلف الاسفلت بعد عمليات التقطير تحت الضغط المخلخل للمشتقات الثقيلة للنفط الخام . تك

جه بنسب ية مع الاسلفت او عند مزالمخلفات صلبة او شبه صلبة ولكن عند ترك نسب محددة من الاجزاء النفطفي محددة مع بعض القطرات الزيئية فنحصل على نوع من الاسفلت السائل يعرف بزيت الطرق الذي يستخدم

لكيروسين رش الطرق عند التبليط . وعند مزج الاسفلت مع مشتقات نفطية اخرى مثل النفثا و الكازولين او انتج نوع يبالاسفلت المعاد و عند اذابة الاسفلت في مستحلب للماء فينتج عادة نوع ثالث من الاسفلت يعرف

رابع يسمى بالاسفلت المستحلب .

Solvents and industrial naghthaالمذيبات البترولية او النفثا -10

يقصد بالنفثا الصناعي تلك المشتقات الصناعية المستخدمة بمثابة مذيبات او سوائل مجففة او سوائل مرققة يوجد اختلاف كبير بين الانواع الثلاثة حيث يكون الصنف الاول قادرا على اذابة المواد اذابة تامة فالنفثا و

البترولي مذيب جيد للاصماغ و الراتنجات و الشحوم البترولية اما المواد المخففة في سوائل تضاف الى يقي اما المواد المرققة فهي سوائل تضاف الى المحاليل لتخفيفها مؤدية بذلك الى تقليل قوة الاذابة للمذيب الحق

Page 32: ٣٥٣ ـﻛ 1 ةﴐﺎﶈا - un.uobasrah.edu.iq

353ك 5المحاضرة

٧ | P a g e ر ق لم ا س ر د م

د.�قر عبد الوهاب المیا��.م.

المحاليل من دون التاثير على قوة اذابة المذيب ، ولهذه السوائل استخدامات صناعية متعددة في الاصباغ و الوارنيش لتقليل لزوجة المحاليل .

ن متقات تحتوي النفثا الصناعية على هيدوكربونات نقية او مزيج من الهيدروكربونات تفصل هذه المشت الحلقية ض المركباالبترول الخام او الغاز الطبيعي مثل البنتان و الهكسان و الهبتان و الزايلين و البنزين و بع

مثل الهكسان الحلقي و تصنف النفثا الصناعية الى اربعة اصناف رئيسية وهي :

النفثا الالفاتية -أ

النفثا الاروماتية -ب

النفثا الوسطية -ت

لرائحة النفثا العديمة ا -ث

صناعات تستخدم النفثا البترولية في صناعات متعددة مثل استخلاص الزيوت ، الاصماغ ، صناعة الورق ، ال الصيدلانية و غيرها .